CAN总线现在已经成为一种广泛使用的现场总线,已经应用在工业控制、汽车电子以及机械制造等领域。CAN总线的总线竞争使用优先级来进行仲裁,对于一般的短帧的收发,CAN总线具有较理想的性能,并且组网灵活方便。但是,CAN也有其不足之处,主要体现在CAN协议对于给定的报文不能保证精确的响应时间。本文首先简单地介绍了CAN总线实时性能研究背景和几种常见的解决方案。然后介绍了CAN总线的协议规范,根据其介质访问控制方法,详细地分析了CAN总线上报文延时产生的原因。并针对总线正常和总线错误两种状态,建立了报文延迟时间的数学模型。为了能够在一定的程度上对CAN的实时性能加以改善,本文根据现有的TTCAN的协议规范,设计了一种基于时间触发机制的高层协议STT-CAN,并对STT-CAN协议的设计和实现方法都做了详细的介绍。本文设计了一个专用的CAN总线实时性能测试系统,对该系统的硬件组成和软件设计方法都做了详细地介绍。并针对测试系统要求开发了一套友好的人机交互界面。最后,本文给出了在测试系统下对CAN协议和STT-CAN协议的测试结果,并与理论分析加以验证。实验表明,本文所采用的STT-CAN协议在一定情况下能够有效地改善传统CAN的实时性,但其组网的灵活性却有很大的下降。