- 上一篇：基于微细加工技术的压电驱动器设计
- 下一篇：ADS的L波段功率放大器设计
上世纪80年代，Bosch公司的工程师发现当时的串行总线对于乘务车系统并不友好，因此他们决定开发一种新型串行总线标准。Bosch起初开发这一总线主要是为了增加新的功能，而不是现在大多数人认为的减少电气连接线。Intel和奔驰较早的参与了总线规范的制定。Wolfhard Lawrenz博士作为Bosch公司当时聘请的顾问之一，命名这一新的网络方案为“Controller Area Network”，简称CAN。
CAN正式推出于1986年2月的在底特律的汽车工程协会大会上。同时，CAN之父们--Uwe Kiencke，Siegfried Dais、Martin Litschel和作为Bosch公司社员的Wolfgang Borst等人已经实现了数种CAN中的错误检测机制。
1987年中期，Intel交付了首枚CAN控制器:82526，这是CAN方案首次通过硬件实现。不久之后，Philips半导体也推出了CAN控制器:82C200。
1991年，Bosch公司发表了CAN规范2.0。之后不久，这个规范被提交给国际标准化组织。ISO于1993年11月发表了CAN的国际标准ISO-11898,该标准规定了CAN的数据链路层与高速物理层。在1995年，ISO 11898被修订，增加了29位ID的扩展格式。
在2000年，ISO要求与制定CAN总线规范相关的几家公司定义一种支持时间触发（time-triggered）式CAN报文传输的协议。于是，Bernd Mueller博士， Thomas Fuehrer博士以及其他Bosch社员，与来自半导体产业和学术研究机构的专家们一同定义了一个新的CAN协议——TTCAN（Time-triggered communication on CAN）。
之后ISO又对CAN规范进行了修订，并于2003年发表了ISO 11898-1和-2标准。其中，ISO 11898-1标准描述了CAN协议的数据链路层，ISO 11898-2定义了无容错的CAN协议物理层。2004年，ISO发表TTCAN的标准ISO 11898-4。其后ISO又相继于2006年发表了描述低功耗低速CAN总线协议物理层的标准ISO 11898-3，于2007年发表了描述低功耗高速的CAN总线协议物理层的标准ISO 11898-5。.
在2011年，通用汽车与Bosch开始对CAN总线协议进行改良，希望它能有更高的数据吞吐量。虽然已经有好几家研究机构从2000开始就提出通过提高比特率增加CAN总线数据传输速度的方法，但这些方法都不够成熟，因而没有被汽车厂家所接受。通过与其他CAN专家进行合作，Bosch先开发了CAN-FD（CAN with Flexible Data-Rate）规范，然后在2012年的第十三届国际CAN会议上正式公布了这一标准。ISO于2015年正式发表了经过复审的ISO 11898-1标准，其中既包括了经典的CAN总线协议又定义了CAN-FD。然而在这一规范的标准化过程中，ISO发现了该规范在错误检测机制方面存在一些学术性的弱点，因此，除了标准的ISO 11898-1，现在还有一个非ISO标准的CAN-FD标准。
1.2.3 CAN总线的应用
20世纪80年代，德国的BOSCH公司首先将CAN总线应用于汽车内部的测控通信。现在，在欧美等国，CAN总线已被大量地应用于地应用于交通工具、机器人、各种机械设备、自动化仪表等领域[10][11]。在中国，现场总线的开发从“九·五”阶段便已经有了投资支持，其中CAN总线在国内的应用已经比较广泛。除了与国外相同的应用领域，我国还将其应用于工农业监控[12]、电厂测控[13]、火灾报警[14]、变电站控制[15]等领域。同时，各类院校及科研单位也用众多的人员和资金加强现场总线尤其是CAN总线技术的研究和开发[16][17]。
1.3 本文的主要工作
本文选题自导师近期项目，需要设计可与上位机进行冗余CAN通信，并且可以通过CANopen协议对下位驱动器进行配置的控制器。第一章介绍了选题背景，说明了CAN的优势。第二章详细介绍了CAN总线协议的内容，为之后的控制器上CAN总线模块的软硬件设计奠定基础。第三章设计了控制器CAN总线模块的硬件部分，实现了控制器与系统中其他节点之间的物理交互接口。第四章设计了CAN总线与上位机进行通信，对驱动器进行配置的程序。第五章描述了实验的情况，说明了各模块的正常工作状态。