其物理傳輸層詳細(xì)和高效的定義，使得CAN總線具有其他總線無法達(dá)到的優(yōu)勢，注定其在工業(yè)現(xiàn)場總線中占有不可動搖的地位，CAN總線通信主要具有如下優(yōu)勢和特點(diǎn)。
　　(1)CAN總線上任意節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動地向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，節(jié)點(diǎn)沒有主從之分，但在同一時(shí)刻優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)能獲得總線的使用權(quán)，在高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)釋放總線后，任意節(jié)點(diǎn)都可使用總線。
　　(2)CAN總線傳輸波特率為5 kb/s～1 Mb/s，在5 kb/s的通信波特率下最遠(yuǎn)傳輸距離可以達(dá)到10 km，即使在1 Mb/s的波特率下也能傳輸40 m的距離。在1 Mb/s波特率下節(jié)點(diǎn)發(fā)送一幀數(shù)據(jù)最多需要134 μs。
　　(3)CAN總線采用載波監(jiān)聽多路訪問、逐位仲裁的非破壞性總線仲裁技術(shù)。在節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)先監(jiān)聽總線是否空閑，只有節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽到總線空閑時(shí)才能夠發(fā)送數(shù)據(jù)，即載波監(jiān)聽多路訪問方式。在總線出現(xiàn)兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CAN協(xié)議規(guī)定，按位進(jìn)行仲裁，按照顯性位優(yōu)先級大于隱性位優(yōu)先級的規(guī)則進(jìn)行仲裁，最后高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)毫無破壞地被發(fā)送，其他節(jié)點(diǎn)停止發(fā)送數(shù)據(jù)（即逐位仲裁無破壞的傳輸技術(shù)）。這樣能大大地提高總線的使用效率及實(shí)時(shí)性。
　　(4)CAN總線所掛接的節(jié)點(diǎn)數(shù)量主要取決于CAN總線收發(fā)器或驅(qū)動器，目前的驅(qū)動器一般都可以使同一網(wǎng)絡(luò)容量達(dá)到110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN報(bào)文分為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即CAN2.0A標(biāo)準(zhǔn)幀和CAN2.0B擴(kuò)展幀，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最大的區(qū)別在于CAN2.0A只有11位標(biāo)識符，CAN2.0B具有29位標(biāo)識符。
　　(5)CAN總線定義使用了硬件報(bào)文濾波，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)的通信方式，不需要軟件來控制。數(shù)據(jù)采用短幀發(fā)送方式，每幀數(shù)據(jù)不超過8 B，抗干擾能力強(qiáng)，每幀接收的數(shù)據(jù)都進(jìn)行CRC校驗(yàn)，使得數(shù)據(jù)出錯(cuò)機(jī)率極大限度地降低。CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉功能，避免了對總線上其他節(jié)點(diǎn)的干擾。
　　(6)CAN總線通信介質(zhì)可采用雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇極為靈活，可大大節(jié)約組網(wǎng)成本。
3 CAN控制器介紹
　　隨著CAN總線的不斷發(fā)展壯大，符合CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議的獨(dú)立芯片越來越多。如NXP公司推出的SJA1000及SJA1000F，可以直接與普通單片機(jī)組合，使該單片機(jī)具有CAN通信的能力。隨著CAN需求的日益增大，芯片廠商也把CAN控制器直接集成到芯片內(nèi)部，例如NXP公司的LPC2119、LPC2294、LPC2378等。以下主要以LPC2378的集成CAN控制器為例，對CAN控制器作一個(gè)介紹。
　　LPC2378 CAN控制器結(jié)構(gòu)如圖2所示。該控制器是一個(gè)帶有發(fā)送和接收緩沖器的串行接口，但它并不含有驗(yàn)收過濾器。驗(yàn)收過濾器是一個(gè)獨(dú)立的模塊，能夠?qū)λ蠧AN通道進(jìn)行CAN標(biāo)識符過濾。

　　LPC2378 CAN控制器工作流程主要分為發(fā)送過程和接收過程。
　　(1)發(fā)送過程
　　CAN控制器完全受處理器控制，CPU通過內(nèi)部總線向CAN控制器的發(fā)送寄存器里填寫需要發(fā)的數(shù)據(jù)，然后啟動CAN控制器的發(fā)送使能，發(fā)送的數(shù)據(jù)分別經(jīng)過位流管理器（變成在總線上發(fā)送的二進(jìn)制碼）、錯(cuò)誤管理邏輯（負(fù)責(zé)檢測總線狀態(tài)及發(fā)送是否出現(xiàn)錯(cuò)誤）及位時(shí)序邏輯(管理數(shù)據(jù)在總線上的發(fā)送時(shí)序)、CAN收發(fā)器(負(fù)責(zé)把位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CAN總線能夠傳輸?shù)牟罘蛛娖?，這樣就完成了一幀CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送，如圖3所示。

　　(2)接收過程
　　CAN數(shù)據(jù)的接收與CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送是一個(gè)相反的過程，如圖4所示。當(dāng)CAN收發(fā)器檢測到CAN總線上有數(shù)據(jù)時(shí)，CAN收發(fā)器把CAN總線上的差分信號轉(zhuǎn)換成位流數(shù)據(jù)，經(jīng)過錯(cuò)誤管理器及位時(shí)序邏輯單元對位數(shù)據(jù)流和時(shí)序進(jìn)行檢查，再經(jīng)過位流管理器把位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)據(jù)并存放到接收緩沖器中，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完了之后則由接收緩沖器產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收中斷（通知CPU已經(jīng)接收到一幀新數(shù)據(jù)），并將產(chǎn)生的各種狀態(tài)通過改變狀態(tài)寄存器的值來表示。

　　以上主要介紹LPC2378 CAN工作流程，CAN2.0A/B標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在CAN控制器中都得以實(shí)現(xiàn)，用戶只需要操作相關(guān)的CAN寄存器就可以控制CAN控制器動作(控制器的具體操作請參考LPC2378數(shù)據(jù)手冊），因此可以大大提高CAN節(jié)點(diǎn)的開發(fā)時(shí)間，提高工作效率。
4 CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　作為一個(gè)總線型網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，其組網(wǎng)與維護(hù)相當(dāng)方便。CAN總線具有在線增減設(shè)備，即總線在不斷電的情況下也可以向網(wǎng)絡(luò)中增加或減少節(jié)點(diǎn)。一條總線最多可以容納110個(gè)節(jié)點(diǎn)，通信波特率為5 kb/s～1 Mb/s，在通信的過程中要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)的波特率保持一致(誤差不能超過5%)，否則會引起總線錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的關(guān)閉，出現(xiàn)通信異常。