CAN（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)，屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，通常稱為CAN-bus，即CAN總線，它是目前國際上應(yīng)用最廣泛的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線之一，與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用最為廣泛，世界上一些著名的汽車制造廠商，如BENZ（奔馳）、BWM（寶馬）、Volkswagen（大眾）等都采用了CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。目前，CAN總線的應(yīng)用范圍已不僅局限于汽車行業(yè)，它已經(jīng)在自動(dòng)控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　CAN 作為一種國際化的串行通信協(xié)議，于 1993 年通過了 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。就通信功能上的特點(diǎn)而言，CAN 總線的可靠性和靈活性上的突出優(yōu)勢(shì)使其逐漸成為市場(chǎng)上公認(rèn)的最具前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，尤其在發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用空間上更是表現(xiàn)出不俗的前景。在社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中，像醫(yī)療器械等一些大型儀器設(shè)備的系統(tǒng)是比較復(fù)雜的，對(duì)實(shí)時(shí)信息的輸入輸出、控制處理等方面操作要求較高。因此，為使復(fù)雜的設(shè)備穩(wěn)定可靠的工作，生產(chǎn)中就會(huì)更加關(guān)注各個(gè)通信模塊間的數(shù)據(jù)交換是否滿足了實(shí)時(shí)性，是否可以用廣播的方式進(jìn)行通信，保證可靠性抗干擾的情況下盡量減少通信電纜，運(yùn)用更加經(jīng)濟(jì)的硬件接口實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)恢復(fù)等方面。然而直至 CAN 總線技術(shù)出現(xiàn)了，才提供了一個(gè)滿足這些需求的好方法。

　　CAN總線的基本工作原理：CAN 總線通信協(xié)議主要是規(guī)定通信節(jié)點(diǎn)之間是如何傳遞信息的，通過一個(gè)怎樣的規(guī)則傳遞消息。在當(dāng)前的汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)運(yùn)用到了這一項(xiàng)技術(shù)來使自己的產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力。生產(chǎn)實(shí)踐中CAN 總線傳輸速度可達(dá) 1Mbit/s，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元模塊、傳感器和防剎車模塊掛接在CAN 網(wǎng)絡(luò)的高低兩個(gè)電平總線上?？刂破骶钟蚓W(wǎng)（CAN）采取的是分布式實(shí)時(shí)控制，能夠滿足比較高安全等級(jí)的分布式控制需求。CAN 總線技術(shù)的這種高低端兼容性使得其既可以使用在高速的網(wǎng)絡(luò)中，又可以在低價(jià)的多路接線情況下應(yīng)用。與典型的 OSI七層協(xié)議的層結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)，CAN 總線各個(gè)層結(jié)構(gòu)之間，每個(gè)設(shè)備上相鄰的兩層之間發(fā)生 CAN 總線的通信，不同設(shè)備之間的通信也是就同層而言的。而設(shè)備之間的連接介質(zhì)是模型物理層的物理介質(zhì)。CAN 總線的層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要分成：CAN 對(duì)象層、CAN 傳輸層、物理層。

　　物理層在協(xié)議中給出的是實(shí)際信號(hào)的傳輸方法，物理層根據(jù)電氣屬性等因素規(guī)定了不同通信單元之間位信息的實(shí)際傳輸方式。物理層的選擇相對(duì)是比較自由的。當(dāng)然，要求處在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有的通信節(jié)點(diǎn)物理層一定要是相同的的。傳輸層因?yàn)槠渌鶎?shí)現(xiàn)功能可以看做是 CAN 協(xié)議的核心層結(jié)構(gòu)，傳輸層的任務(wù)顧名思義，主要起到報(bào)文傳送的功能，給對(duì)象層提供接收到的信息，以及接收來自對(duì)象層的信息。為了能夠準(zhǔn)確有效地傳遞消息，傳輸層要有標(biāo)準(zhǔn)的傳送規(guī)則，包括控制幀結(jié)構(gòu)，仲裁和應(yīng)答、如何檢測(cè)錯(cuò)誤和界定故障等。由此可知，CAN 總線上新報(bào)文的接收和發(fā)送都在傳輸層中確定。因此，相對(duì)于物理層而言傳輸層的修改是受到限制的。對(duì)象層的功能是報(bào)文濾波以及處理狀態(tài)和報(bào)文，除了查找要發(fā)送的報(bào)文，確定傳輸層接收正確報(bào)文外，還為應(yīng)用層的硬件提供接口。對(duì)應(yīng) ISO/OSI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層功能，CAN 總線協(xié)議的對(duì)象層和傳輸層共同實(shí)現(xiàn)這種功能。

　　基于 STM32 的 CAN 總線通信中的軟件代碼是用C語言編寫的，選取了 KeilμVision5 環(huán)境實(shí)現(xiàn)編譯調(diào)試。KeilμVision5 是 Keil Software公司為ARM及其兼容產(chǎn)品提供專門開發(fā)工具，它支持在線系統(tǒng)調(diào)試。KeilμVision4 的突出優(yōu)勢(shì)在于它的窗口管理系統(tǒng)，合理的分配屏幕空間可以使用戶界面更加整潔，也會(huì)提高開發(fā)效率。Real View MDK 開發(fā)工具是 ARM 公司為了支持最新的 ARM 芯片推出的，選擇這個(gè)開發(fā)工具設(shè)計(jì)軟件最大性能上地匹配了 ARM 芯片的特點(diǎn)。

　　作為 CAN 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，微控制器最重要的功能就是與系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。微控制單元 STM32 是系統(tǒng)進(jìn)行 CAN 通信的核心元件，因此在主程序中，首先要對(duì)STM32進(jìn)行初始化。涉及到 CAN 總線的初始化，其過程主要有設(shè)置模式寄存器，設(shè)置波特率，設(shè)置中斷方式等等。