從事汽車(chē)相關(guān)行業(yè)的小伙伴們，都知道CAN總線(xiàn)（CAN Bus），它是當(dāng)今汽車(chē)各電控單元之間通信的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在幾乎所有的汽車(chē)廠家都選擇使用CAN總線(xiàn)通信。CAN總線(xiàn)為什么如此受汽車(chē)設(shè)計(jì)人員的青睞呢？它有哪些突出的優(yōu)點(diǎn)呢？今天這篇文章，我們就和大家聊聊CAN總線(xiàn)的前世今生。

CAN總線(xiàn)中的“CAN”，不能寫(xiě)成小寫(xiě)的“can”，須要大寫(xiě)，因?yàn)樗皇且粋€(gè)單詞，而是英文“Controller Area Network”的縮寫(xiě)，中文翻譯為“控制器局域網(wǎng)絡(luò)”。但我們很少使用這個(gè)中文名稱(chēng)，一般都直接稱(chēng)為“CAN總線(xiàn)（CAN Bus）”。

CAN總線(xiàn)出生于德國(guó)鼎鼎大名的博世（BOSCH）公司，是伴隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的。在二十世紀(jì)七八十年代，汽車(chē)工業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車(chē)的電子控制單元逐漸增多。各電控單元之間的信號(hào)交換導(dǎo)致汽車(chē)線(xiàn)束的級(jí)數(shù)增加，復(fù)雜粗大的線(xiàn)束與汽車(chē)有限的布線(xiàn)空間之間矛盾越來(lái)越突出，繁多的線(xiàn)束導(dǎo)致電氣系統(tǒng)可靠性下降，同時(shí)增加了重量，給汽車(chē)的制造和組裝帶來(lái)了不少的困難，不利于汽車(chē)輕量化的實(shí)現(xiàn)。

由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有哪一種總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)適合解決汽車(chē)工業(yè)線(xiàn)束增加的問(wèn)題，于是博世（BOSCH）公司、梅賽德斯-奔馳（Mercedes-Benz）公司、英特爾（Intel）公司及德國(guó)的兩所大學(xué)的工程師和研究人員開(kāi)始著手研究一種新型的、適合于汽車(chē)內(nèi)部控制器間通信的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。

1986年，博世（BOSCH）公司首次在美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE，現(xiàn)稱(chēng)為：國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)）的會(huì)議上提出了CAN總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。第二年，英特爾（Intel）公司推出了第一款CAN總線(xiàn)控制芯片-82526；緊接著，飛利浦半導(dǎo)體（Philips）公司推出了CAN總線(xiàn)控制芯片-82C200。

CAN總線(xiàn)將汽車(chē)內(nèi)部各電控單元之間連接成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了信息的共享，大大減少了汽車(chē)的線(xiàn)束，如下面的示意圖：

1993年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布了CAN總線(xiàn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898，從此CAN總線(xiàn)成為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用。

CAN總線(xiàn)采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸，其物理層傳輸介質(zhì)由兩條雙絞線(xiàn)組成，一條稱(chēng)為CAN_H（CAN High），一條稱(chēng)為CAN_L（CAN Low）。CAN總線(xiàn)使用兩條線(xiàn)之間的電壓差來(lái)傳輸邏輯信號(hào)，在總線(xiàn)空閑的時(shí)候，CAN_H和CAN_L的對(duì)地電壓都約等于2.5V，兩條線(xiàn)之間的電壓差為0V，這種電平稱(chēng)為隱性電平，表示邏輯“1”（沒(méi)寫(xiě)錯(cuò)，就是邏輯“1”）；當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送信號(hào)時(shí)，會(huì)將CAN_H的電壓拉高到3.75V左右，將CAN_L的電壓拉低到1.25V左右，這樣兩條線(xiàn)之間的電壓差為2.5V，這種電平稱(chēng)為顯性電平，表示邏輯“0”，如下圖：

當(dāng)出現(xiàn)電磁干擾時(shí)，會(huì)同時(shí)影響CAN_H和CAN_L的電壓，但對(duì)兩條線(xiàn)間的電壓差不會(huì)有太大影響，因此CAN總線(xiàn)的抗干擾能力很強(qiáng)，能夠保證信號(hào)的正確傳輸。

CAN總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般由微控制器（單片機(jī)，MCU）、CAN控制器和CAN信號(hào)收發(fā)器組成，比如：51單片機(jī)+SJA1000+PCA82C250（5V）。隨著CAN總線(xiàn)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在很多單片機(jī)都在其內(nèi)部集成了CAN控制器（比如：STM32系列單片機(jī)），所以只需要一個(gè)單片機(jī)和CAN信號(hào)收發(fā)器就可以了。

CAN總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸介質(zhì)（CAN_H和CAN_L）相互連接，在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，為了匹配傳輸電纜的特性阻抗，消除終端信號(hào)反射，需要在網(wǎng)絡(luò)的終端增加終端電阻（一般120歐姆），如下圖：

CAN總線(xiàn)的使用，簡(jiǎn)化了汽車(chē)的布線(xiàn)設(shè)計(jì)，節(jié)約了時(shí)間和資源成本；同時(shí)降低了線(xiàn)束的重量，便于汽車(chē)的輕量化設(shè)計(jì)；CAN總線(xiàn)的差分信號(hào)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，提高了汽車(chē)電控系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)很容易增加或刪減，設(shè)計(jì)的靈活性大大增強(qiáng)。

CAN總線(xiàn)的種種優(yōu)點(diǎn)使其在汽車(chē)設(shè)計(jì)上得到了廣泛的使用，并逐漸推廣到航天、船舶、機(jī)械工業(yè)、衛(wèi)生醫(yī)療及家用智能等等領(lǐng)域，是一種很被看好的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，在以后的文章中我們也會(huì)和大家深入探討CAN總線(xiàn)的知識(shí)（友情提示：本文可以寫(xiě)留言哦）。

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