can总线rollingcounter_一文看懂CAN总线

前言

CAN总线的应用在现在看来越来越广泛，我厂设备从最初的ARM9与ARM7平台、期间升级过度到CortexA8与Cortex M3平台，再到现在的Cortex M4平台，围绕CAN进行了一系列产品的开发，CAN总线的稳定性是毋庸置疑的。

CAN总线物理结构与特性

CAN总线网络

CAN总线网络主要挂在CAN_H和CAN_L，各个节点通过这两条线实现信号的串行差分传输，为了避免信号的反射和干扰，还需要在CAN_H和CAN_L之间接上120欧姆的终端电阻，但是为什么是120欧姆呢？那是因为电缆的特性阻抗为120欧。

CAN收发器

CAN收发器的作用是负责逻辑电平和信号电平之间的转换。

即从CAN控制芯片输出逻辑电平到CAN收发器，然后经过CAN收发器内部转换将逻辑电平转换为差分信号输出到CAN总线上，CAN总线上的节点都可以决定自己是否需要总线上的数据。具体的管教定义如下：

信号表示

CAN总线采用不归零码位填充技术，也就是说CAN总线上的信号有两种不同的信号状态，分别是显性的(Dominant)逻辑0和隐形的(recessive)逻辑1，信号每一次传输完后不需要返回到逻辑0(显性)的电平。

位填充规则：发送器只要检测到位流里有5个连续相同值的位，便自动在位流里插入补充位。

观察下图：

可以看到上图中的当第一段为隐性(recessive)，CAN_H和CAN_L电平几乎一样，也就是说CAN_H和CAN_L电平很接近甚至相等的时候，总线表现隐性的,而两线点位差较大时表现为显性的，按照定义的：

CAN_H-CAN_L < 0.5V 时候为隐性的，逻辑信号表现为"逻辑1"- 高电平。

CAN_H-CAN_L > 0.9V 时候为显性的，逻辑信号表现为"逻辑0"- 低电平。

下面将差分信号和显隐性之间对应关系总结为下表：

状态

逻辑信号

电压范围

显性Dominant

0

CAN_H-CAN_L > 0.9

隐性recessive

1

CAN_H-CAN_L < 0.5

由上面的分析我们可以知道：

CAN总线采用的"线与"的规则进行总线冲裁。即1&0=0；所以0为显性。

这句话隐含的意思是，如果总线上只要有一个节点将总线拉到低电平(逻辑0)即显性状态，总线就为低电平(逻辑0)即显性状态而不管总线上有多少节点处于传输隐性状态(高电平或是逻辑1)，只有所有节点都为高(隐性)，总线才为高，即隐性。

通讯速率与通讯距离

下面的SAE J2411为美国汽车标准。

类型

标准

最高速率

描述

高速CAN

CAN/ISO 11839-2

1Mbit/秒

最通用的CAN总线类型

低速CAN

ISO/ISO 11839-3

125Kbit/秒

容错，在一条总线短路的时候仍然能工作

单线CAN

SAE J2411

50Kbit/秒