车辆CAN总线

在车辆电子网络中，CAN总线是一个重要的协议。它具有一个高达1兆bit的比特率， 并提供简单的微处理器网络，这需要用到一种被称为CAN控制器的专用CAN总线芯片叫做CAN控制器。

CAN的数据传输报文就是数据帧。数据帧允许有一个比较长的ID，所以称为可扩展帧。
　　适用于某些应用中的，但不是用于汽车中的是远程帧。远程帧允许一个节点响应一个特定的ID。
　　CAN功能是非常齐全的。这意味着它不仅仅发现很多的错误，同时能够实现自动化传输或者节点自动关闭。
　　CAN使用比特流来通过接收器到发射器。为了适合于特定的位次序，CAN必须使用位填充。位填充在传统示波器上对CAN波形进行解码很困难。
　　CAN是一个数据链接层。有三种正在使用的物理层来对CAN进行信号的电动发射。
　　在使用CAN总线的某些地方，可能用FlexRay或者LIN更合适。

CAN总线的详细说明书：http://www.chinaaet.com/resource/share/2000000109

CAN总线数据帧
　　CAN总线数据帧在CAN上运作。CAN的整个过程实质上是在网络控制器之间发送数据，这就需要数据帧来实现这个功能了。
　　数据帧是以一个单一的SOF（起始帧）位开始的，跟着就是CAN标识符。CAN标识符是用来标识报文和接下来的节点报文。标识符可以有11位长或者是29位长，这主要是根据保留位的状态来决定。

CAN数据帧以一个SOF位开始，跟着就是ID位

在CAN标识符之后，有一个数据段，数据段是以一个数据长度开始的。CAN数据帧能够有0到8个字节，这样它使用4位的编码长度。数据字节直接跟着数据长度。

CAN 的CRC检查数据的完整性，同时ack表示从另一个节点接收

跟着CRC的是Ack 场，这个场是在所有的其他的正确接收帧的网络节点上进行设置的。
Ack位后，有一段静态时间，它称为紧跟着一个最小的内插帧空间的帧空间结束符。

一个CAN数据帧图片

扩展数据帧
　　可扩展标识符CAN 帧使用29位用于辨识目的，而不是标准的CAN帧的11位。由于这个额外的ID空间增加了20位（18个ID和两个保留位），它通常不使用于希望得到最高性能的网络当中。
　　在J1939和GMLAN协议中，较大的ID分为不同的部分，每一个部分都有它的意义。比如，对于J1939和GMLAN的最低的8个ID位表明了一个字节的源地址。

单线CAN扩展ID是有29位长（还没有算入缓冲位）。许多系统设计者不使用这个ID长度，
因为它要求比较高的费用

CAN总线远程数据帧
　　CAN总线远程帧是可选帧，它用于请求数据。远程帧没有包含数据段，即使数据长码位大于0。你能够从RTR位的状态来判决一个帧是否是远程帧（RTR=1）。远程帧通常不使用在汽车的应用当中。

在这个CAN L波形中显示了一个远程帧

CAN总线错误

CAN总线位填充
　　CAN波形是一系列的位。由于在CAN总线节点之间没有共享时钟，那么对于所有的节点则一定有方法从波形中得到时钟信息。因此接收器使用CAN波形转换来使得发射器与接收器实现同步时钟。
　　为了确保有足够的转换，CAN总线执行位填充功能。位填充在连续5个相同的位之后，插入一个额外的码流的相反位。由于填充位的出现要根据消息序列的容量，CAN帧的长度要根据在帧里面的数据位进行改变。这些额外的填充位自动被接收器丢掉，因此在CAN节点的应用软件中就从来不会接触到这些填充位了。

填充位，用黄色突出，增加消耗在一个CAN报文中。这个报文有13个额外的填充位

CAN总线物理层
　　CAN协议介绍了1s和0s是如何使用在通讯当中的。CAN协议没有介绍发射1s和0s信号的电气方法。
　　最普遍流行的物理层被称为双线物理层。这个物理层使用双线CAN H和CAN L。这些线在不同的电压方向（对应着不同的信号传输）上传送1或者0。
　　对于特定的汽车低速应用，介绍两个其他的物理层。它们是单线CAN和低速容错CAN。如果有一条线路断了。低速容错CAN总线将会提供容错信息。
　　单线CAN
　　单线CAN是一个物理层，它是由普通的发动机生成的。它允许CAN使用一条单线在低比特率（如33.3Kbps）的情况之下进行通讯。同时对于闪存编程允许一个高速模式。最后，虽然很多CAN收发器仅仅提供了1或者0，但是单线仍能够提供一个被称为高压模式的第三状态。这种模式能够使得CAN节点的电源管理有选择性。

这是两个不同的单线CAN帧。一个在高电压模式下发送，另一个为正常电压