1.1计算机网络体系的结构
1.1.1物理层（Physical Layer）
1.1.2数据链路层(Data Link Layer)
在物理线路上，由于噪音干扰，信号衰减畸变等原因，传输过程中常常出现差错，而物理层只负责透明地传输无结构的原始比特流，不可能进行差错控制。
数据链路层最重要的作用就是通过一系列数据链路层协议，在不可靠的物理链路上实现可靠的传输。
1.组帧与帧同步
一是面向字符的，二是1974年出现的面向比特的规程，后来改成高级数据链路控制（HDLC）。HDLC被广泛用作数据链路层的控制协议。CAN规范中采用的就是这个规程。
HDLC的帧结构
01111110 | 8 | 8 | 可变 | 16 | 01111110 |
标志 | 地址 | 控制 | 信息 | 帧校验序列 | 标志 |
F | A | C | I | FCS | F |
HDL在标志之间如果出现连续5个1时，会在第5个1后加入1个0来填充。
FCS: X16+X12+X5+1 CRC-CCITT 16位的CRC16.
在数据中插入冗余信息的过程称为差错编码。有以下几种：
海明码：R.Hamming 1950年提出，可纠正1个比特错误的编码
循环冗余CRC:计算机和数据通信领域使用最广泛、只需要一个简单的电路就可以实现。漏减率低。
奇偶校验码：只需要1个比特，但漏检率达50%。
“校验和”码，增加1个字节或按字节“异或”的结果。
介质访问控制子层MAC(Medium Access Control Sublayer)和逻辑链路控制子层LLC(Logic Link Control Sublayer)
动态分配又分为多点接入或多点访问技术。
分级的地址编码是将全球的地址划分为若干子域，子域下划分更小的子域，就像公用电话的划分(国家号、区号、局号等像一个树型结构)。
1.1.3网络层(NetWork Layer)
内乡层涉及的是将源端发出的分组经各种途径送到目的端。
路由选择算法和它们使用的数据结构是网络层设计的一个主要任务。
1.1.4传输层
在OSI参考模型中，物理层、数据链路层和网络层是面向通信的层次;会话层、表示层和应用层是面向信息处理的层次;而传输层（Transport Layer）位于低三层和高三层之间，无论从其所处的位置不是所起的作用来看，它都是整个协议层次的核心。
传输层的最终目的是向其用户（一般是指应用层的进程）提高有效、可靠且价格合理的服务。传输层中完成这一工作的硬件和软件称为传输实体（Transport Entity）。传输实体可能在操作系统内核中，或在一个单独的用户进程内，也可能是包含在网络应用的程序库中，或是位于网络接口卡上。
1.1.5会话层（Session Layer）
会话层（Session Layer）最主要的目的是在传输层的基础上增加一些协调对话的功能。它管理不同主机上各种进程的对话。
1.1.6表示层（Presentation Layer）
表示层（Presentation Layer）下面的5层用于将数据比特从源站按顺序传送到目的站，而表示层则要保证传送后的数据基意义不变。
1.1.7应用层（Application Layer）
应用层是实现各种协议，如电子邮件（E-MAIL）万维网（WWW）、远程登陆（TELNET）、文件传输（FTP）等。
1.2 现场总线
现场总线的结构应属于局域网、总线型结构，它简单但能满足现场的需要。
20世纪80年代现场总线才开始形成和发展。
1.基金会现场总线（FF）
基金会现场总线FF(Foundation Fieldbus)
FF物理媒介采用曼彻斯特编码。
2.LonWorks
3.PROFIBUS
ProfiBus是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。由ProfiBus-DP、ProfiBus-FMS、ProfiBus-PA组成了ProfiBus系列。DP主要用于分散外设间的高速数据传输，适用于加工自动化领域的应用。FMS意为现场总线信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。而PA型则主要用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准。
12Mbps时为100m,1.5Mbps时为400m.可用中继器延长至10Km.总多可挂接127个站点。
4.HART
HART是Highway Addressabe Remote Transducer 的缩写。最早是Rosemount公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金会。
5.CAN
CAN(Control Area Network)总线。
1.3 CAN总线
1986年2月开始。1987年第一个芯片Intel 82526 之后Philips半导体公司82C200.
在90年代中期，Infineon(原先的西门子半导体)和摩托罗拉公司出售了大量的CAN控制器给欧洲客车制造厂。
DeviceNet和CANOpen这两种标准化的高层协议现在都得到广泛应用。DeviceNet适用于工厂自动化，而CANOpen特别适合于在各种类型的机械控制 中的嵌入式网络。这样就废除了个人制定的应用层，对应用层细节的应用层进行定义的必要性就成为历史。
CANH和CANL都在总线电压2.5V附近时为隐位;1.CANH(3.5V)CANL(1.5)时为显位0.
CAN只取OSI底层的3层，物理层、数据链路层和应用层。
位速率/kbps | 1000 | 500 | 250 | 125 | 100 | 50 | 20 | 10 | 5 |
最大距离 /m | 40 | 130 | 270 | 530 | 620 | 1300 | 3300 | 6700 | 10000 |
CAN线系统任意两节点的最大距离
CAN的特点：
1.CAN是到目前为止唯一有国际标准的现场总线。
2.CAN为多主方式工作，CAN优先级，，而不分主从。
3.在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的，可满足不同的实时要求，优先级高的数据最多可在134us内得到解决了。
4.CAN总线采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很严重的情况下，也不会出现网络瘫痪情况(以太网则有可能)
5.CAN节点只需要通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据。
6.CAN的直接通信距离可达10km(速率在5kbps下);通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)
7.CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。在标准帧报文标识符有11位，而在扩展帧的报文标识符（29位）的个数几乎不受限制。
8.报文采用了短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率低。
9.CAN的每帧信息都有CRC校验和其他校验措施，具有良好的检错效果。
10.CAN的通信介质可为双绞线，同轴电缆或光纤，选择性较好。
11.CAN总线上的节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
12.CAN总线具有较高的性能价格比。它结构简单，器件容易购置，每个节点的价格卢较低，而且开发技术容易掌握，能充分利用现有的单片机开发工具。