CAN 总线介绍

简介

高速CAN（经典CAN）：ISO11898

低速CAN：ISO11519

CAN FD：兼容经典CAN 

使用场景

 多主机场景，每个设备都可以主动发送数据

物理层

CAN收发器的功能是将CAN控制器的TTL信号转换成CAN总线的差分信号

和单片机连接的接收引脚的信号表示总线当前的信号，主要两个目的：

A.监测其它节点发送出来的信号：别人给它发送数据；

B.监测自身节点发送出去的信号：自己发送是否失败。比如自己发送一个隐形信号，结果监测出来是显性信号，那就说明是别人在发送数据。

 

 

这里说的显性和隐性信号，指的是总线传输的bit位信号。当总线两者信号都有时，总线表现出来的就是显性信号，因为CAN总线空闲表现为隐性状态。

 

电压的大小根据芯片型号而定，一般常见的CAN收发芯片有3.3V和5V两种芯片。

如上图，为5V CAN收发芯片，在逻辑0和逻辑1时电压情况：

逻辑0时：显性，CAN_H=3.5V，CAN_L=1.5V；

逻辑1时：隐性，CAN_H=2.5V，CAN_L=2.5V；

 

帧格式

can 总线规定了数据在物理层上传输的帧格式

识别码：表示这个数据帧是发送给哪个设备

RTR位：为0表示数据帧，为1表示远程请求帧（无数据码）

IDE位：规定识别码的位数，为0表示识别码占11位（标准数据帧），为1表示识别码占29位（扩展数据帧）

DLC位：表示数据码字节数 

ACK确认位：CRC界定位后的一位，为1表示发送端发送的数据帧，为0表示接收端的应答

ACK界定位：ACK确认位后的一位，固定为1

最后7位：都是1，表示数据帧传输结束

SRR：等同于标准帧的RTR，所以扩展帧有两个RTR，功能一样

r0：空闲位（保留位）

 

两个CAN设备同时向总线发送数据帧，以哪个数据帧为准呢

识别码不仅是CAN设备ID，也表示设备的优先级。当总线同时出现逻辑0和逻辑1的时候，总线会被置为逻辑0，此后试图置总线为逻辑1的设备不再发送数据

 

CAN 位时序

规定了一位数据的哪个时刻读取电平

图有误：是PBS，非PSB

 

 

CAN 工作模式

正常模式

静默模式

回环模式

回环静默模式

CAN和485的差别

CAN通信和485通信一样，属于半双工。

总线利用率

CAN收发器工作原理与485具有较大差异。从上面的差分信号可以看得出来，两种信号同时存在，只有显性信号有效，隐形信号不会影响总线传输。简单来说就是CAN总线具有自动仲裁功能，这样就提高了总线的利用率。

RS485总线是一种常规的通信总线，它不能够做总线的自动仲裁，也就是不能够同时发送数据以避免总线竞争，所以整个系统的通信效率必然较低。

当然，CAN相比485具有明显优势，主要原因还是在于CAN控制器。

可以不使用CAN收发器吗？

UART可以直接通过TX连接对方的RX引脚，利用TTL信号进行通信，那么CAN也可以吗？

答案：单向传输可以，双向传输就不行。 原因很简单，CAN控制器会实时监测发送出去的信号是否正确。也就是说TX要与RX信号一致才行，否则CAN控制器认为你发送失败。所以发送端需要把TX和RX短接，然后接到接收端的RX，进行单项传输。

使用场景

CAN适合多主机场景，每个设备都可以主动发送数据。485适合单主机场景，因为没有总线仲裁功能。