從事汽車相關(guān)行業(yè)的小伙伴們，都知道CAN總線（CANBus），它是當(dāng)今汽車各電控單元之間通信的總線標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在幾乎所有的汽車廠家都選擇使用CAN總線通信。CAN總線為什么如此受汽車設(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總線的前世今生。

CAN總線中的“CAN”，不能寫成小寫的“can”，須要大寫，因?yàn)樗皇且粋€(gè)單詞，而是英文“ControllerAreaNetwork”的縮寫，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，一般都直接稱為“CAN總線（CANBus）”。

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

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

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

CAN總線將汽車內(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，大大減少了汽車的線束，如下面的示意圖：

1993年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布了CAN總線的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898，從此CAN總線成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用。

CAN總線采用差分信號進(jìn)行傳輸，其物理層傳輸介質(zhì)由兩條雙絞線組成，一條稱為CAN_H（CANHigh），一條稱為CAN_L（CANLow）。CAN總線使用兩條線之間的電壓差來傳輸邏輯信號，在總線空閑的時(shí)候，CAN_H和CAN_L的對地電壓都約等于2.5V，兩條線之間的電壓差為0V，這種電平稱為隱性電平，表示邏輯“1”（沒寫錯(cuò)，就是邏輯“1”）；當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送信號時(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，這樣兩條線之間的電壓差為2.5V，這種電平稱為顯性電平，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，但對兩條線間的電壓差不會(huì)有太大影響，因此CAN總線的抗干擾能力很強(qiáng)，能夠保證信號的正確傳輸。

CAN總線的網(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信號收發(fā)器組成，比如：51單片機(jī)+SJA1000+PCA82C250（5V）。隨著CAN總線的廣泛應(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信號收發(fā)器就可以了。

CAN總線的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過傳輸介質(zhì)（CAN_H和CAN_L）相互連接，在長距離傳輸時(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總線的使用，簡化了汽車的布線設(shè)計(jì)，節(jié)約了時(shí)間和資源成本；同時(shí)降低了線束的重量，便于汽車的輕量化設(shè)計(jì)；CAN總線的差分信號傳輸抗干擾能力強(qiáng)，提高了汽車電控系統(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總線的種種優(yōu)點(diǎn)使其在汽車設(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總線的知識