CAN基础知识介绍

1.CAN的基本介绍

CAN（Controller Area Network），是ISO国际标准化的串行通信协议。为了满足汽车产业的“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需求。

发展历史：

1986年，博世公司开发出CAN通信协议，1993年，ISO发布CAN标准，ISO11898（高速CAN）及ISO11519（低速CAN）。2011年，开发出CAN FD（更加灵活，速度更快，数据承载量更大）。

详细介绍：

低速CAN（ISO11519)通信速率10~125Kbps,总线长度可达1000米

高速CAN（ISO11898）通信速率125Kbps~1Mbps,总线长度≤40米，又称经典CAN

CAN FD通信速率可达5MbpS，并且兼容经典CAN，遵循ISO11898-1做数据收发。

2.CAN总线拓扑图

低速CAN

高速CAN

总结：CAN是通过CANL和CANH来实现信号的差分传输。低速CAN使用开环总线。高速CAN使用闭环总线。它们都有相对应的终端电阻用于阻抗匹配，以减少回波反射。CAN总线允许挂载多个设备节点，其中低速CAN最多可挂载20个设备节点，高速CAN最多可挂载30个设备节点。当然实际挂载量还要参考CAN的收发器芯片支持多少个。

CAN差分信号

差分信号是一种特殊的信号形式，它在通信系统中被广泛应用，以提高信号的抗干扰能力和减少噪声的影响。差分信号的特点包括：

双绞线传输：差分信号通常通过两根信号线（通常是相同的）传输，这些信号线的电压振幅相等且相位相反。

差分电压：当两根信号线的电压差值为非零时，表明处于差分信号的状态；如果电压差为零，则表示信号处于隐性状态或逻辑1。

抗干扰特性：差分信号能够通过外部电磁场的相互抵消来减少电磁干扰，同时由于其开关变化位于两个信号的交点，因此受到工艺和温度变化的影响较小。

时序精度：差分信号的开关变化发生在两个信号的交点上，这使得其时序定位更加精准，适合于低幅度信号的处理。

CAN总线示例：在CAN总线上，差分信号的概念得到了体现，其中CAN_H和CAN_L信号线的电压差称为差分电压，用于表示数据的逻辑状态。

综上所述，虽然CAN总线本身并不是严格意义上的差分信号，但它利用了两根信号线（CAN_H和CAN_L）之间电压差的差分信号传输方式来实现其功能。

3.CAN总线的特点

1）多主控制，每个设备都可以主动发送数据

2）系统的柔软性，没有类似地址的信息，添加设备不改变原来总线的状态

3）通信速度，速度快，距离远

4）错误检测&错误通知&错误恢复功能

5）故障封闭，判断故障类型，并且进行隔离

6）连接节点多，速度与数量找个平衡

4.CAN的物理层

CAN使用差分信号进行数据传输，根据CAN_H和CAN_L上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平（逻辑0）和隐性电平（逻辑1），二者必居其一。显性电平具有优先权。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。

一般用典型值nom来计算它们的电位。

                                           高速CAN                     低速CAN

5.CAN收发器芯片介绍

SIT1050T：该芯片支持高速CAN，传输速率可达1Mbps。

D：CAN发送引脚

VCC5:表示该芯片是使用5V进行供电的。

R：CAN的接收引脚。

VREF:参考电压输出。

CANL：低电位CAN的电压输入输出端。

CANH：高电位CAN的电压输入输出端。

RS：模式选择，高速\静音。