CAN总线工作原理

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称。CAN总线有两条信号线构成，分别是CANL和CANH。相比于RS485总线构成的网络，CAN总线构成的网络更有优势。

CAN的报文格式

在总线中传送的报文，每帧由7部分组成。CAN协议支持两种报文格式，其唯一的不同是标识符(ID)长度不同，标准格式为11位，扩展格式为29位。

在标准格式中，报文的起始位称为帧起始(SOF)，然后是由11位标识符和远程发送请求位 (RTR)组成的仲裁场。RTR位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节。

控制场包括标识符扩展位(IDE)，指出是标准格式还是扩展格式。它还包括一个保留位 (ro)，为将来扩展使用。它的最后四个位用来指明数据场中数据的长度(DLC)。数据场范围为0～8个字节,其后有一个检测数据错误的循环冗余检查(CRC)。

应答场(ACK)包括应答位和应答分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑1)，这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。用这种方法，发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。

报文的尾部由帧结束标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位，如果这时没有站进行总线存取，总线将处于空闲状态。

如上图所示，帧格式包括扩展帧和标准帧两种。帧类型包括数据帧和远程帧。数据部分最大长度共8个字节。在编程时，如下的数据结构可以用来描述一个CAN消息：

typedef struct

{

uint32_t id; /**< 29 bit identifier, it depend on "format" value

- if format = STD_ID_FORMAT, id should be 11 bit identifier

- if format = EXT_ID_FORMAT, id should be 29 bit identifier

*/

uint8_t dataA[4]; /**< Data field A */

uint8_t dataB[4]; /**< Data field B */

uint8_t len; /**< Length of data field in bytes, should be:

- 0000b-0111b: 0-7 bytes

- 1xxxb: 8 bytes

*/

uint8_t format; /**< Identifier Format, should be:

- STD_ID_FORMAT: Standard ID - 11 bit format

- EXT_ID_FORMAT: Extended ID - 29 bit format

*/

uint8_t type; /**< Remote Frame transmission, should be:

- DATA_FRAME: the number of data bytes called out by the DLC

field are send from the CANxTDA and CANxTDB registers

- REMOTE_FRAME: Remote Frame is sent

*/

} CAN_MSG_Type;

另外，还有如下图所示的参数可以进行设置。如CAN总线的波特率，工作模式，过滤器里的内容等。