從事汽車相關行業的小夥伴們，都知道CAN總線（CAN Bus），它是當今汽車各電控單元之間通信的總線標準，現在幾乎所有的汽車廠家都選擇使用CAN總線通信。CAN總線為什麼如此受汽車設計人員的青睞呢？它有哪些突出的優點呢？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，因為它不是一個單詞，而是英文“Controller Area Network”的縮寫，中文翻譯為“控制器局域網絡”。但我們很少使用這個中文名稱，一般都直接稱為“CAN總線（CAN Bus）”。
CAN總線出生於德國鼎鼎大名的博世（BOSCH）公司，是伴隨著汽車工業的發展而產生的。在二十世紀七八十年代，汽車工業蓬勃發展，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致汽車線束的級數增加，複雜粗大的線束與汽車有限的佈線空間之間矛盾越來越突出，繁多的線束導致電氣系統可靠性下降，同時增加了重量，給汽車的製造和組裝帶來了不少的困難，不利於汽車輕量化的實現。
由於當時還沒有哪一種總線標準適合解決汽車工業線束增加的問題，於是博世（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的工程師和研究人員開始著手研究一種新型的、適合於汽車內部控制器間通信的總線標準。
1986年，博世（BOSCH）公司首次在美國汽車工程師協會（SAE，現稱為：國際自動機工程師學會）的會議上提出了CAN總線標準。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，飛利浦半導體（Philips）公司推出了CAN總線控制芯片-82C200。
CAN總線將汽車內部各電控單元之間連接成一個局域網絡，實現了信息的共享，大大減少了汽車的線束，如下面的示意圖：
1993年，國際標準化組織（ISO）公佈了CAN總線的國際標準ISO 11898，從此CAN總線成為一種國際標準被廣泛應用。
CAN總線採用差分信號進行傳輸，其物理層傳輸介質由兩條雙絞線組成，一條稱為CAN_H（CAN High），一條稱為CAN_L（CAN Low）。CAN總線使用兩條線之間的電壓差來傳輸邏輯信號，在總線空閒的時候，CAN_H和CAN_L的對地電壓都約等於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，就是邏輯“1”）；當某個節點要發送信號時，會將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：
當出現電磁干擾時，會同時影響CAN_H和CAN_L的電壓，但對兩條線間的電壓差不會有太大影響，因此CAN總線的抗干擾能力很強，能夠保證信號的正確傳輸。
CAN總線的網絡節點一般由微控制器（單片機，MCU）、CAN控制器和CAN信號收發器組成，比如：51單片機+SJA1000+PCA82C250（5V）。隨著CAN總線的廣泛應用，現在很多單片機都在其內部集成了CAN控制器（比如：STM32系列單片機），所以只需要一個單片機和CAN信號收發器就可以了。
CAN總線的網絡節點通過傳輸介質（CAN_H和CAN_L）相互連接，在長距離傳輸時，為了匹配傳輸電纜的特性阻抗，消除終端信號反射，需要在網絡的終端增加終端電阻（一般120歐姆），如下圖：
CAN總線的使用，簡化了汽車的佈線設計，節約了時間和資源成本；同時降低了線束的重量，便於汽車的輕量化設計；CAN總線的差分信號傳輸抗干擾能力強，提高了汽車電控系統的可靠性，同時其網絡節點很容易增加或刪減，設計的靈活性大大增強。
CAN總線的種種優點使其在汽車設計上得到了廣泛的使用，並逐漸推廣到航天、船舶、機械工業、衛生醫療及家用智能等等領域，是一種很被看好的總線標準，在以後的文章中我們也會和大家深入探討CAN總線的知識。
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