基于C8051的CAN多点实时数据通信系统

　　CAN是Controller Area Net的缩写，即控制网络局部网，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网路。CAN是德国Bosh公司为汽车的检测、控制系统而设计的。由于CAN具有卓越的特性和较高的可靠性，因而非常适合工业过程监控设备互连。CAN已经成为一种国际标准（ISO-11898），是最具前途的现场总线之一。

　　1 控制器局域网（CAN）

　　1.1 CAN总线的特点

　　（1）CAN总线以多主方式工作，网络上任意节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需考虑接收者地址的优先级。

　　（2）CAN网络上的节点信息分不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输。

　　（3）CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级比较低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。

　　（4）CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。

　　（5）CAN的直接通信距离最远可达10 km，此时速率5 kbit·s-1;通信速率最高可达1 Mbit·s-1，此时通信距离最长为40 m.

　　（6）CAN的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2 032种（CAN2.0A）；而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。

　　（7）采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果。

　　（8）CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。

　　（9）CAN的通信介质可为双绞线，同轴电缆或光纤，选择灵活。

　　（10）CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，这是总线上其他节点的操作不受影响。

　　正因为CAN总线具有以上这些特点，所以能较好地满足多点实时数据通信平台的要求。

　　1.2 CAN总线协议

　　CAN的协议结构划分为两层：数据链路层和物理层。数据链路层又划分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。物理层可分为物理信号层PLS、物理介质连接PMA和介质相关接口MDI。CAN的ISO/OSI参考分层结构如图1所示。

图1 CAN的ISO/OSI参考分层结构