當一個站要向其它站發送數據時,該站的CPU將要發送的數據和自己的標識符傳送給本站的CAN芯片,并處于準備狀態;當它收到總線分配時,轉為發送報文狀態。CAN芯片將數據根據協議組織成一定的報文格式發出,這時網上的其它站處于接收狀態。每個處于接收狀態的站對接收到的報文進行檢測,判斷這些報文是否是發給自己的,以確定是否接收它。

由于CAN總線是一種面向內容的編址方案,因此很容易建立高水準的控制系統并靈活地進行配置。我們可以很容易地在CAN總線中加進一些新站而無需在硬件或軟件上進行修改。當所提供的新站是純數據接收設備時,數據傳輸協議不要求獨立的部分有物理目的地址。它允許分布過程同步化,即總線上控制器需要測量數據時,可由網上獲得,而無須每個控制器都有自己獨立的傳感器。

什么是CAN?

CAN，全稱為“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。比如：發動機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入CAN控制裝置。

一個由CAN總線構成的單一網絡中，理論上可以掛接無數個節點。實際應用中，節點數目受網絡硬件的電氣特性所限制。例如，當使用PhilipsP82C250作為CAN收發器時，同一網絡中允許掛接110個節點。CAN可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。

CAN是怎樣發展起來的？

CAN最初出現在80年代末的汽車工業中，由德國Bosch公司最先提出。當時，由于消費者對于汽車功能的要求越來越多，而這些功能的實現大多是基于電子操作的，這就使得電子裝置之間的通訊越來越復雜，同時意味著需要更多的連接信號線。提出CAN總線的最初動機就是為了解決現代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。于是，他們設計了一個單一的網絡總線，所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。1993年，CAN已成為國際標準ISO11898(高速應用)和ISO11519（低速應用）。

CAN是一種多主方式的串行通訊總線，基本設計規范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10Km時，CAN仍可提供高達50Kbit/s的數據傳輸速率。

由于CAN總線具有很高的實時性能，因此，CAN已經在汽車工業、航空工業、工業控制、安全防護等領域中得到了廣泛應用。

CAN是怎樣工作的？

CAN通訊協議主要描述設備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開放系統互連模型（OSI）一致。每一層與另一設備上相同的那一層通訊。實際的通訊發生在每一設備上相鄰的兩層，而設備只通過模型物理層的物理介質互連。CAN的規范定義了模型的最下面兩層：數據鏈路層和物理層。下表中展示了OSI開放式互連模型的各層。應用層協議可以由CAN用戶定義成適合特別工業領域的任何方案。已在工業控制和制造業領域得到廣泛應用的標準是DeviceNet，這是為PLC和智能傳感器設計的。在汽車工業，許多制造商都應用他們自己的標準。

表1OSI開放系統互連模型

CAN能夠使用多種物理介質，例如雙絞線、光纖等。最常用的就是雙絞線。信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態時均是2.5V左右，此時狀態表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱為“顯形”，此時，通常電壓值為：CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。

CAN有哪些特性？

CAN具有十分優越的特點，使人們樂于選擇。這些特性包括：
低成本
極高的總線利用率
很遠的數據傳輸距離(長達10Km)
高速的數據傳輸速率（高達1Mbit/s）
可根據報文的ID決定接收或屏蔽該報文
可靠的錯誤處理和檢錯機制
發送的信息遭到破壞后，可自動重發
節點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能
報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優先級信息

什么是CSMA/CD?

CSMA/CD是“載波偵聽多路訪問/沖突檢測”（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetect）的
縮寫。

利用CSMA訪問總線，可對總線上信號進行檢測，只有當總線處于空閑狀態時，才允許發送。利用這種方法，可以允許多個節點掛接到同一網絡上。當檢測到一個沖突位時，所有節點重新回到„監聽?總線狀態，直到該沖突時間過后，才開始發送。在總線超載的情況下，這種技術可能會造成發送信號經過許多延遲。為了避免發送時延，可利用CSMA/CD方式訪問總線。當總線上有兩個節點同時進行發送時，必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優先權的的報文優先發送。在CAN總線上發送的每一條報文都具有唯一的一個11位或29位數字的ID。CAN總線狀態取決于二進制數„0?而不是„1?，所以ID號越小，則該報文擁有越高的優先權。因此一個為全„0?標志符的報文具有總線上的最高級優先權。可用另外的方法來解釋：在消息沖突的位置，第一個節點發送0而另外的節點發送1，那么發送0的節點將取得總線的控制權，并且能夠成功的發送出它的信息。

CAN的高層協議

CAN的高層協議（也可理解為應用層協議）是一種在現有的底層協議（物理層和數據鏈路層）之上實現的協議。高層協議是在CAN規范的基礎上發展起來的應用層。許多系統（像汽車工業）中，可以特別制定一個合適的應用層，但對于許多的行業來說，這種方法是不經濟的。一些組織已經研究并開放了應用層標準，以使系統的綜合應用變得十分容易。

一些可使用的CAN高層協議有：
制定組織主要高層協議
CiACAL協議
CiACANOpen協議
ODVADeviceNet協議
HoneywellSDS協議
KvaserCANKingdom協議

什么是標準格式CAN和擴展格式CAN?

標準CAN的標志符長度是11位，而擴展格式CAN的標志符長度可達29位。CAN協議的2.0A版本規定CAN控制器必須有一個11位的標志符。同時，在2.0B版本中規定，CAN控制器的標志符長度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B協議的CAN控制器可以發送和接收11位標識符的標準格式報文或29位標識符的擴展格式報文。如果禁止CAN2.0B,則CAN控制器只能發送和接收11位標識符的標準格式報文，而忽略擴展格式的報文結構，但不會出現錯誤。

BOSCHCAN2.0規范
簡介：

1983年，德國BOSCH開始研究新一代的汽車總線；1986年，第一顆CAN-bus芯片交付應用；1991年，由德國BOSCH公司發布CAN2.0規范；1993年，國際標準ISO11898正式出版；1995年，ISO11898進行了擴展，從而能夠支持29位CAN標識符。2000年，市場銷售超過1億個CAN器件。

CAN2.0規范分為CAN2.0A與CAN2.0B。CAN2.0A支持標準的11位標識符；CAN2.0B同時支持標準的11位標識符和擴展的29位標識符。CAN2.0規范的目的是為了在任何兩個基于CAN-bus的儀器之間建立兼容性；規范定義了傳輸層，并定義了CAN協議在周圍各層當中所發揮的作用。CAN2.0規范涉及兼容性的不同方面，比如電氣特性和數據轉換的解釋。為了達到設計透明度以及實現柔韌性，CAN被細分為以下不同的層次：
CAN對象層（theobjectlayer）
CAN傳輸層（thetransferlayer）
物理層（thephyicallayer）
對象層和傳輸層包括所有由ISO/OSI模型定義的數據鏈路層的服務和功能。定義對象處理較為靈活。對象層的作用范圍包括：
查找被發送的報文。
確定由實際要使用的傳輸層接收哪一個報文。
為應用層相關硬件提供接口。

傳輸層的作用主要是傳送規則，也就是控制幀結構、執行仲裁、錯誤檢測、出錯標定、故障界定。總線上什么時候開始發送新報文及什么時候開始接收報文，均在傳輸層里確定。位定時的一些普通功能也可以看作是傳輸層的一部分。理所當然，傳輸層的修改是受到限制的。

物理層的作用是在不同節點之間根據所有的電氣屬性進行位信息的實際傳輸。當然，同一網絡內，物理層對于所有的節點必須是相同的。盡管如此，在選擇物理層方面還是很自由的。

作為通用、有效、可靠及經濟的平臺，CAN-bus已經廣泛地受到了歡迎。它可以使用于汽車系統、機械、技術設備和工業自動化里幾乎任何類型的數據通信。

CAN2.0規范沒有規定媒體的連接單元以及其駐留媒體，也沒有規定應用層。因此，用戶可以直接建立基于CAN2.0規范的數據通信；不過，這種數據通信的傳輸內容一般不能靈活修改，適合于固定通訊方式。

由于CAN2.0規范沒有規定信息標識符的分配，因此可以根據不同應用使用不同的方法。所以，在設計一個基于CAN的通訊系統時，確定CAN標識符的分配非常重要，標識符的分配和定位也是應用協議、高層協議的其中一個主要研究項目。