CAN总线物理层＆基础特性

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。采用异步串行通信，没有时钟线，因此需要进行位同步。CAN总线标准只规定了物理层和数据链路层，需要用户自定义应用层。不同的CAN标准仅物理层不同。

1、物理层结构

1、CAN的物理层结构如下图所示，主要由微控制器、CAN控制器、CAN收发器组成，通过将报文转换为逻辑电平再转换为在CAN双绞线上传输的电信号。

2、CAN采用双绞线进行通信，主要目的是抗干扰（在一对双绞线中信号电流方向相反，产生的磁场可以相互抵消，加上屏蔽层并正确接地就可以实现电磁兼容）。在如下图双绞线，一般默认黄高绿低。

3、CAN采用双线差分电压，如下图所示：
隐性状态‌：CAN-H和CAN-L的对地电压均为2.5V，电压差为0V，数字信号用1来表示。
‌显性状态‌：CAN-H的对地电压为3.5V，CAN-L的对地电压为1.5V，电压差为2V，数字信号用0来表示‌1。

2、基本特点

1. 总线上节点不分主从，节点数量上CAN网段最多的节点数为32个，可动态改变，组网灵活。（主要受到CAN收发器性能以及属于高速CAN还是低速CAN影响）
2. 多主站结构，各节点平等，任一节点可在任一时刻主动发送。广播发送报文方式，可以被所有节点同时接收。
3. 采用载波监听多路访问、逐位仲裁的非破坏性总线仲裁技术，优先级通过报文的标识符ID区分。
4. 保证系统数据一致性。（接口抗电磁干扰能力、CRC循环冗余校验检错能力、错误报文自动重发、临时错误恢复、严重错误自动关闭）
5. 直接通信距离最远10km，速率5Kb/s。
6. 通信速率最高可达1Mb/s，距离40m。
7. 末端要有120Ω终端电阻。