一图了解CAN总线原理

图1 CAN通讯原理

参考上图，简单来说，CAN总线就像两根黄线，通信原理就像大家同时打电话一样，可以处于如下不同的状态：成为。或者，多个人同时想要发言，但其中一个人先发言，其他人请其他人发言。

为了确保在上述情况下所有电话会议都能正确有效地进行，必须有每个人都必须遵守的规则或协议。 CAN总线通信与这种形式的视频会议有异同。那么到底什么是CAN总线通信呢？

CAN总线架构简介

CAN总线是用于在不同控制单元之间传输数据的导线。 CAN总线协议是ISO标准化的串行通信协议，由ISO-11898和ISO-11519两个系列组成。它的定义是：

ISO-11898定义了高速CAN通信标准，通信速度为125 Kbps至1Mbps。它是一种闭环总线，传输速度高达1Mbps，总线长度小于40米，如图2所示。

ISO11519 定义了低速CAN 通信标准，通信速度在10 至125 Kbps 之间。这意味着当传输速度为40kbps时，总线长度可以达到1000米，如图2所示。

图2

CAN的应用

CAN 总线有一个终端电阻，通常为120 欧姆。事实上，设计中串联了两个60欧姆的电阻，总线上通常有两个120欧姆的节点。终端电阻具有三个功能。

完善的干扰防护功能，快速去除高频、低能量信号。

使总线快速进入隐藏状态，使寄生电容的能量能够更快耗散。

放置在总线两端，减少反射能量，提高信号质量。

图3

在学习CAN总线时，常常将CAN总线电平分为显性电平和隐性电平。那么什么是显性水平和隐性水平呢？ CAN通信逻辑0和1（显式和隐式）之间的对应关系是什么？

电信号传输是通过区分高电压和低电压来进行的，类似于CAN通信。 CAN总线的两条信号线为CAN高电平(CAN_H)和CAN低电平(CAN_L)。 CAN逻辑0和逻辑1，以及CAN总线的显式和隐式方面，总结如下图，帮助大家清楚理解。

如下图4所示：

图4

注1：在实际开发中，两条线路的电压在默认值下会有所不同。这也是采用差分传输来减少错误和噪声干扰的一个优点。

注2：CAN总线采用“线总和”规则进行总线套利。这意味着如果同时传输多个CAN信号，有些会传输1，有些会传输0。只要有一个0，当前总线就是0（10=0）。因此，总线上的显式平面由逻辑“0”表示，隐式平面由逻辑“1”表示。

差分信号具有较好的抗干扰性能，但在传输长距离信号时，通常采用双绞线进行数据传输，以物理上减少噪声耦合到信号传输过程中。

图5 电容耦合的去除

图6 电感耦合的去除

图7消除外界干扰

上述电位差（差分电平）和逻辑电平是通过CAN收发器实现的。在传输过程中，CAN控制器将CPU发送的信号转换成逻辑电平。当CAN 收发器接收逻辑电平时，它将它们转换为差分电平并在CAN 总线上输出。

图9 CAN信号传输

接收过程中，CAN收发器发送的CAN_H和CAN_L线上发送的差分电平被转换为逻辑电平并输出到CAN控制器，CAN控制器将逻辑电平转换为相应的信号并发送出去。中央处理器。

图10 CAN信号接收

简而言之，这意味着发送器通过CAN 收发器更改总线电平并将该信息发送到CAN 总线上。接收器通过监控总线电平将总线上的信息读取到其CAN 收发器中。

如上图所示，CAN总线有两种架构、两种CAN信号形式以及发送和接收CAN信号的两个过程。

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