CAN（控制器局域网）是由德国Bosch公司于1986年创建的串行总线协议。英锐恩单片机开发工程师介绍，创建CAN协议的目的是为了满足日益增长的对在汽车内较长距离进行有效通信的设备的需求。随着CAN协议的优化，它可在一条线路上在多个节点或设备之间发送少量数据，而无需集中式主机。尽管CAN总线只能支持最高1 Mbps的信号传输速度，但这使总线可以跨越更长的距离并保持可靠的抗电噪声性能。此外，由于其单一的多路复用架构，CAN消除了多余的布线需求。
英锐恩单片机开发工程师表示，虽然CAN规范没有定义标准的CAN电压或连接器接口，但是包括国际标准化组织（ISO）在内的标准组织已经定义了CAN的多个物理标准。ISO于1993年发布了CAN标准ISO 11898，此后经历了多次修订，包括描述CAN数据链路层的ISO 11898-1，标准化了“非容错” CAN物理层的ISO 11898-2， ISO 11898-3，它定义了“容错” CAN物理层。
一、物理层标准
1.高速CAN
高速CAN或ISO-11898-2是最常见的CAN标准类型之一，并使用两条专用线进行通信，这使总线能够支持高达1 Mbps的传输速率。英锐恩单片机开发工程师介绍，所以高速CAN标准通常用于防抱死制动系统，发动机控制模块和排放系统等应用中。
2.低速/容错CAN
低速/容错CAN或ISO-11898-3支持较低的总线速度和容错能力，达到40 kbps到125 kbps的信号速率。由于其两线制平衡方案可降低速度，因此在出现故障时可以连续运行。低速/容错CAN标准经常用于诸如开门和关门的应用中。
3.单线CAN
此外，对于具有低比特率和总线长度要求的网络应用，SAE J2411单线规范仅使用一条总线，数据速率为33.3 Kbps，并且是为车辆设计的。
二、CAN高层协议
CANopen
CAN协议定义了几种更高层的协议（基于CAN）。一个示例包括一种广泛使用的协议，称为CANopen。CANopen的目标是开发控制架构和设备，以实现现有制造单元的灵活和模块化组合。1993年，CiA（即自动化领域的CAN）发布了CANopen规范的第一个版本：CiA301。多年来，已经发布了多个CiA 301修订版，其中许多仍在当今的应用中使用。
英锐恩单片机开发工程师介绍，如今，CANopen已用于工业应用，包括医疗设备、自动化建筑机械、铁路应用等。这些应用受益于其可配置性和标准化的嵌入式网络。
三、CAN协议扩展
CAN-FD
多年来，CAN还引入了对CAN协议的扩展，其中之一就是CAN-FD。CAN-FD（或CAN灵活数据速率）于2012年引入，作为CAN协议的扩展。通过使用双比特率，此新扩展提供了高达5 Mbps的数据传输能力，是经典CAN协议支持的初始1 Mbps的五倍。CAN-FD还将消息的位长从8个字节扩展到64个字节，并包括使用CRC帧中额外的位来改进错误检测的功能，以提高CRC算法的性能，从而更好地保护数据内容。
CAN-FD最初是为解决汽车中的总线限制而创建的，但很快也被包括工业在内的其他行业所采用。该协议允许更大的有效负载，这在操作机器中是一个主要好处，因为它可以减少开销并允许总线更高效地运行。
四、CAN总线应用
英锐恩单片机开发工程师表示，最初引入CAN时，它最初是设计用于车辆的，但是由于其各种优势（包括灵活性），已逐渐被广泛应用于许多工业应用中。
对于包括乘用车，卡车，轮船和航天器在内的车辆，CAN出于多种原因是首选协议。首先，使用双绞线系统，CAN只需最少的接线即可工作。这大大减轻了车辆的整体重量。此外，CAN使用仲裁方法，该方法允许设备对消息进行优先级排序，以实现安全有效的通信。如果多个设备试图同时访问总线，则将发送优先级最高的消息，而其他设备将进入“监听”模式。这对于包括动力转向或制动控制器在内的应用很有帮助。
CAN还广泛用于其他行业，包括工业和工厂自动化以及医疗，采矿和实验室设备。这些行业的设备通常受益于CAN的故障和电磁噪声容限，以及在保持错误检查机制的情况下能够在更长距离上运行的能力。例如，诸如病房之类的许多应用程序在许多设备（包括照相机和X射线机）中使用CAN。由于这些原因，甚至包括电梯在内的工业应用也经常使用CAN。
以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的CAN协议的历史与应用场景。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运放芯片和模拟开关。
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