CAN物理层介绍

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CAN物理层

CAN协议经过ISO标准化后有两个标准：ISO11898标准和ISO11519标准

• ISO11898：高速，短距离，闭环网络。最大传输距离40m，通信速度最高1Mbps，总线两端要求120欧电阻
• ISO11519：低速，远距离，开环网络。最传输距离1km，通讯速度最高125kbps，每根总线串联120欧电阻
  

CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。

显性电平：对应逻辑 0，CAN_H和 CAN_L之差为 2.5V左右
隐性电平：对应逻辑 1，CAN_H和 CAN_L之差为 0V

在总线上显性电平具有优先权，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平。
隐形电平则具有包容的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。

另外，在CAN总线的起止端都有一个120Ω的终端电阻，来做阻抗匹配，以减少回波反射

CAN通讯节点

CAN通讯节点由一个CAN控制器及CAN收发器组成，控制器与收发器之间通过CAN_TX及CAN_RX信号线相连，收发器与CAN总线之间使用CAN_High及CAN_Low信号线相连。其中CAN_TX及CAN_RX使用普通的类似TTL逻辑信号，而CAN_High及CAN_Low是一对差分信号线，使用差分信号。

当CAN节点需要发送数据时，控制器把要发送的二进制编码通过CAN_Tx线发送到收发器，然后由收发器把这个普通的逻辑电平信号转化成差分信号，通过差分线CAN_High和CAN_Low线输出到CAN总线网络。而通过收发器接收总线上的数据到控制器时，则是相反的过程，收发器把总线上收到的CAN_High及CAN_Low信号转化成普通的逻辑电平信号，通过CAN_Rx输出到控制器中

例如，STM32芯片上的CAN就是通讯节点中的控制器，为了构成完整的节点，还要给它外接一个收发器，实验板中使用型号为TJA1050的芯片作为CAN收发器，CAN收发器的作用是把CAN控制器的TTL电平信号转换成差分信号

差分信号

差分信号又称差模信号，与传统使用单根信号线电压表示逻辑的方式有区别，使用差分信号传输时，需要两根信号线，这两个信号线的振幅相等，相位相反，通过两根信号线的电压差值来表示逻辑0和逻辑1