控制器局域網CAN( Controller Area Network)屬於現場總線的範疇，是壹種有效支持分布式控制系統的串行通信網絡。是由德國博世公司在20世紀80年代專門為汽車行業開發的壹種串行通信總線。由於其高性能、高可靠性以及獨特的設計而越來越受到人們的重視，被廣泛應用於諸多領域。而且能夠檢測出產生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10km時，CAN仍可提供高達50kbit/s的數據傳輸速率。由於CAN總線具有很高的實時性能和應用範圍，從位速率最高可達1Mbps的高速網絡到低成本多線路的50Kbps網絡都可以任意搭配。因此，CAN己經在汽車業、航空業、工業控制、安全防護等領域中得到了廣泛應用。
隨著CAN總線在各個行業和領域的廣泛應用，對其的通信格式標準化也提出了更嚴格的要求。1991年CAN總線技術規範（Version2.0）制定並發布。該技術規範***包括A和B兩個部分。其中2.0A給出了CAN報文標準格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種格式。美國的汽車工程學會SAE在2000年提出了J1939協議，此後該協議成為了貨車和客車中控制器局域網的通用標準。CAN總線技術也在不斷發展。傳統的CAN是基於事件觸發的，信息傳輸時間的不確定性和優先級反轉是它固有的缺陷。當總線上傳輸消息密度較小時，這些缺陷對系統的實時性影響較小；但隨著在總線上傳輸消息密度的增加，系統實時性能會急劇下降。為了滿足汽車控制對實時性和傳輸消息密度不斷增長的需要，改善CAN總線的實時性能非常必要。於是，傳統CAN與時間觸發機制相結合產生了TTCAN（Time-Triggered CAN），ISO11898-4己包含了TTCAN。 TTCAN總線和傳統CAN總線系統的區別是：總線上不同的消息定義了不同的時間槽(Timer Slot)。 CAN總線的工作原理
CAN總線使用串行數據傳輸方式，可以1Mb/s的速率在40m的雙絞線上運行，也可以使用光纜連接，而且在這種總線上總線協議支持多主控制器。 CAN與I2C總線的許多細節很類似，但也有壹些明顯的區別。當CAN總線上的壹個節點(站)發送數據時，它以報文形式廣播給網絡中所有節點。對每個節點來說，無論數據是否是發給自己的，都對其進行接收。每組報文開頭的11位字符為標識符，定義了報文的優先級，這種報文格式稱為面向內容的編址方案。在同壹系統中標識符是唯壹的，不可能有兩個站發送具有相同標識符的報文。當幾個站同時競爭總線讀取時，這種配置十分重要。 當壹個站要向其它站發送數據時，該站的CPU將要發送的數據和自己的標識符傳送給本站的CAN芯片，並處於準備狀態；當它收到總線分配時，轉為發送報文狀態。CAN芯片將數據根據協議組織成壹定的報文格式發出，這時網上的其它站處於接收狀態。每個處於接收狀態的站對接收到的報文進行檢測，判斷這些報文是否是發給自己的，以確定是否接收它。由於CAN總線是壹種面向內容的編址方案，因此很容易建立高水準的控制系統並靈活地進行配置。我們可以很容易地在CAN總線中加進壹些新站而無需在硬件或軟件上進行修改。當所提供的新站是純數據接收設備時，數據傳輸協議不要求獨立的部分有物理目的地址。它允許分布過程同步化，即總線上控制器需要測量數據時，可由網上獲得，而無須每個控制器都有自己獨立的傳感器。
CAN總線特征
(1)報文(Message)總線上的數據以不同報文格式發送，但長度受到限制。當總線空閑時，任何壹個網絡上的節點都可以發送報文。
(2)信息路由(Information Routing)在CAN中，節點不使用任何關於系統配置的報文，比如站地址，由接收節點根據報文本身特征判斷是否接收這幀信息。因此系統擴展時，不用對應用層以及任何節點的軟件和硬件作改變，可以直接在CAN中增加節點。
(3)標識符(Identifier) 要傳送的報文有特征標識符(是數據幀和遠程幀的壹個域)，它給出的不是目標節點地址，而是這個報文本身的特征。信息以廣播方式在網絡上發送，所有節點都可以接收到。節點通過標識符判定是否接收這幀信息。
(4)數據壹致性應確保報文在CAN裏同時被所有節點接收或同時不接收，這是配合錯誤處理和再同步功能實現的。
(5)位傳輸速率不同的CAN系統速度不同，但在壹個給定的系統裏，位傳輸速率是唯壹的，並且是固定的。
(6)優先權 由發送數據的報文中的標識符決定報文占用總線的優先權。標識符越小，優先權越高。
(7)遠程數據請求(Remote Data Request) 通過發送遠程幀，需要數據的節點請求另壹節點發送相應的數據。回應節點傳送的數據幀與請求數據的遠程幀由相同的標識符命名。
(8)仲裁(Arbitration) 只要總線空閑，任何節點都可以向總線發送報文。如果有兩個或兩個以上的節點同時發送報文，就會引起總線訪問碰撞。通過使用標識符的逐位仲裁可以解決這個碰撞。仲裁的機制確保了報文和時間均不損失。當具有相同標識符的數據幀和遠程幀同時發送時，數據幀優先於遠程幀。在仲裁期間，每壹個發送器都對發送位的電平與被監控的總線電平進行比較。如果電平相同，則這個單元可以繼續發送，如果發送的是“隱性”電平而監視到的是“顯性”電平，那麽這個單元就失去了仲裁，必須退出發送狀態。
(9)總線狀態 總線有“顯性”和“隱性”兩個狀態，“顯性”對應邏輯“0”，“隱性”對應邏輯“1”。“顯性”狀態和“隱性”狀態與為“顯性”狀態，所以兩個節點同時分別發送“0”和“1”時，總線上呈現“0”。CAN總線采用二進制不歸零(NRZ)編碼方式，所以總線上不是“0”，就是“1”。但是CAN協議並沒有具體定義這兩種狀態的具體實現方式。
(10)故障界定(Confinement) CAN節點能區分瞬時擾動引起的故障和永久性故障。故障節點會被關閉。
(11)應答接收節點對正確接收的報文給出應答，對不壹致報文進行標記。
(12)CAN通訊距離最大是10公裏（設速率為5Kbps）,或最大通信速率為1Mbps(設通信距離為40米)。
(13)CAN總線上的節點數可達110個。通信介質可在雙絞線，同軸電纜，光纖中選擇。
(14)報文是短幀結構，短的傳送時間使其受幹擾概率低，CAN有很好的校驗機制，這些都保證了CAN通信的可靠性。
CAN總線的特點
（1）具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁幹擾能力強、成本低等優點；
（2）采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲幹擾環境中工作；
（3）具有優先權和仲裁功能，多個控制模塊通過CAN 控制器掛到CAN-bus 上，形成多主機局部網絡；
（4）可根據報文的ID決定接收或屏蔽該報文；
（5）可靠的錯誤處理和檢錯機制；
（6）發送的信息遭到破壞後，可自動重發；
（7）節點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能；
（8）報文不包含源地址或目標地址，僅用標誌符來指示功能信息、優先級信息。