CAN总线和RS485总线应用概述

之前，PC与智能设备之间的通信主要使用RS232、RS485、以太网等，这取决于设备的接口规格。但是，RS232和RS485只能代表通信的物理介质层和链路层。如果要实现对数据的双向访问，则需要编写自己的通信应用程序，但这些程序大多不能满足 ISO/OSI 规范，只能实现。该程序是适用于单一设备类型的单一功能，并不具有通用性。

在由 RS232 或 RS485 设备组成的设备网络中，如果设备数量超过 2 个，则必须使用 RS485 作为通信介质。如果 RS485 网络上的设备要相互通信，只能通过“主”设备的传输来实现。这个主设备通常是一台PC，在这个设备网络上只允许有一个主设备，其余的都是从设备。现场总线技术基于ISO/OSI模型，拥有完整的软件支持系统，可以解决总线控制、冲突检测和链路维护等问题。现场总线设备自动联网，并且没有主/从设备拆分或允许多个主设备。在同一层次上，可以更换不同厂家的产品，实现设备互通。 

现在的总线格式很多，CAN相对于其他的总线有什么特点？首先，就比较一下大家耳熟能详的485总线， 485总线只是一种电平标准，并不是什么新的协议，与232差不多，当然这么说不是很恰当，但是有助于大家理解。

CAN总线PK RS485总线

CAN（Controller Area Network）属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：

1）CAN控制器工作于多主方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。

2）CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现像在RS-485网络中，当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。

3）CAN具有完善的通信协议，可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了系统的开发难度，缩短了开发周期，这些是只仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。

RS-485与CAN-bus的特性对比

一、支持通信方式不同

1、CAN总线：控制器局域网络，有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

CAN是控制器局域网络（Controller Area Network， CAN）的简称，是由研发和生产产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO11898）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

2、RS485总线：采用半双工工作方式，支持多点数据通信。

RS485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。rs-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。有些rs-485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的节点数连接到相同总线。rs-485最常见的应用是在工业环境下控制器内部之间的通信。

二、原理不同

1、CAN总线：过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。

2、RS485总线：采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 

三、特点不同

1、CAN总线：
已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

CAN是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN控制器根据两根总线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平。

显性电平对应逻辑电平为0，CAN-H与CAN-L之间的差为2.5V左右；隐性电平对应逻辑电平为1，CAN-H与CAN-L之间的差为0V左右；在总线上显性电平具有优先权。

CAN协议特点：

1、多主控制。

2、系统柔软性。

3、通讯速度快，通讯距离远。

4、具有错误检测、错误通知、错误恢复功能。

5、故障封闭功能。

6、连接节点多。

2、RS485总线：
采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。

1、接口电平低，不易损坏器件。逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。不易损坏接口电路的芯片，且该平与 TTL 电平兼容，可方便与TTL 电平兼容；

2、传输速率高。10 米时， RS485 的数据[敏感词]传输速率 的数据[敏感词]传输速率 可达 35Mbps，在 1200m时，传输速度100Kbps；

3、RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好；

4、传输距离远，支持节点多；

RS485要主站向只占发送报文时，从站才会响应；而CAN的从站可以不需主站的报文可以主动向主站发送报文，且CAN各子站之间也可以相互通讯，因此CAN通信尤其是子站(下位机)显得更易用和友好。CAN和RS485之间的差别类似于硬件底层的程序的区别，用于现场接线用的线没关系，虽然名字上说的某某总线的，每个子站CAN模块里有主动发送报文模块的功能。

常见的工业控制CAN总线与RS485组网应用设计实例

在工业控制领域中，往往是由一台主机控制多台从机，上位机和下位机的远距离通信通过串行通信实现。本设计综合实现了PC主机与DSP从机的RS-485远距离通信接口和DSP从机与CAN现场总线的数据传输接口设计，同时具备主从机的远距离通信和CAN现场总线设备的实时通信功能，具有广泛的应用前景。在设计中充分发挥了DSP的CAN模块和SCI模块的作用,使得接口设计简单，工作更加可靠。

延伸阅读

M-bus简称仪表总线， 它具有两总线无极性，布线无拓扑要求,总线自供电，抗干扰能力强、中继级数多、带终端级数多，简单、可靠等一 系列优点，是目前抄表系统应用的[敏感词]的总线。

M-BUS系统采用半双异步通信，传输速度为300Bps到9600Bps。 传输距离比较远，由超声波热量表的独立锂电池驱动。 外部停电不影响其独立运行。 M-BUS总线因其结构方便、运行可靠而被广泛应用于欧洲抄表系统。 

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