CAN总线

CAN总线

1. 为什么要用CAN

CAN通讯协议是什么

​ CAN通讯协议是一种多主多节点架构¹的串行通讯协议²

可以简单把CAN通信理解成开一场电话会议，

• 当一个人讲话时其他人就听（广播），
• 当多个人同时讲话时则根据一定规则来决定谁先讲话谁后讲话（仲裁）

但值得注意的是，在这场会议中，讲话人会确认听话人是否成功接收信息，如果说话人传递的信息有误，听话人会及时指出错误。

特点

• 多主控制
• 通信速度快，距离远
• 具有错误检测、错误通知和错误恢复功能
  • A听出了错误，通知给其他参会人员，演讲人强制闭嘴，不断反复重新叙述，直到说对发出声音
• 故障封闭
  • 判断错误类型是暂时的数据错误（如外部噪声）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等），当发生持续数据错误时，将故障的单元从总线上隔离出去
• 多节点结构
• 仲裁机制
  • 采用非破坏性仲裁机制，通过比较消息标识符的优先级来决定哪个节点有权继续发送数据，保证有序性，避免冲突
  • 没有红绿灯的路上让路规则

2. CAN协议的分层架构

​ CAN 协议如下图 所示涵盖了 ISO 规定的 OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层。

ISO/OSI基础参照模型

2.1 物理层（硬件部分）

​ 与I2C、SPI等具有时钟信号的同步通讯方式不同，CAN通讯并不是以时钟信号来进行同步的，它是一种异步通讯，只具有 CAN_High 和 CAN_Low 两条信号线，共同构成一组差分信号线，以差分信号的形式进行通讯。

• 差分信号中的两根数据线通常是通过双绞线布线的，会受到等效干扰，即某一时刻干扰使得一根数据线电压上升20mV，那么同样的干扰也会影响另一根，导致类似的电压变化，而差分信号只依赖于两线之间的电压差，而不是绝对电压值。

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1. 多主结构：多个节点都有发起通信的能力，不依赖中心控制；；多节点结构：在这个网络里，每个节点既可以发送信息，也可以接收其他节点发来的信息，↩︎

2. （区别于并行通讯协议，并行是同时通过多条数据线传输多个比特，串行是一个接一个传输比特）↩︎