CAN协议简介

CAN 是控制器局域网络 (Controller Area Network) 的简称，最初应用在汽车电子产品，由德国BOSCH公司开发，最终形成两个国际标准(ISO11519以及ISO11898)，其物理层的差异如下：

在逆变器对电池的BMS通信中，需要高速传输数据，且距离较短，所以采用的是ISO11898，也是我们常见的。

CAN的物理层

I2C、SPI 通信方式是同步通信，里面是有时钟信号的，CAN通信没有时钟信号，是一种异步通讯。只有CAN_H和 CAN_L两条信号线，组成一组差分信号线进行通信

其中ISO11898 标准是高速，短距离的闭环网路，总线最大长度为40m，通信速度最高为1Mbps，总线的两端各要求有一个120欧姆的电阻，组成一个闭环的总线网络，接线图如下。

CAN通讯总线上可以搭载多个通讯节点，节点之间的信号通过总线传输进行节点之间的通讯，由于物理层较为简单，CAN通信的编码方式较为复杂。

如上图，CAN通讯节点由一个CAN控制器和一个CAN收发器组成，控制器和收发器之间是CAN_Tx及CAN_Rx信号线连接，类似TTL逻辑信号，收发器和总线之间是CAN_H和CAN_L一对特别的差分信号。收发器将TTL电平转化为差分信号到CAN总线。

差分信号

差分信号又称差模信号，需要两根信号线传输，两根信号线的振幅相等，相位相反，通过两根信号线的电压差值表示逻辑1和逻辑0.如下图，使用V+和V-信号的差值来进行信号传输。

差分信号的抗干扰能力强，如当外界噪声干扰时会耦合到两条信号线上即共模噪声，但是接收端的信号是两个信号的差值，噪声干扰几乎没有影响。

能较好的抑制外部电磁干扰，由于两根信号线的极性相反，对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。大多CAN通信信号线采用双绞线的形式，可以较大程度减少电磁干扰。

 时序定位准确，差分信号的开关变化是两个信号的交点，普通单端信号依据高低两个阈值电压判断。差分信号能降低时序上的误差，也较适合低幅度信号电路。

差分信号的诸多优点使得其在USB协议，485协议，以太网协议等常用通信协议的物理层都使用了差分信号传输。

CAN通信协议中的差分信号

在高速CAN通信协议中，逻辑1（隐性电平），CAN_H和CAN_L线上的电压均为2.5V，即压差是0V；表示逻辑0（显性电平），CAN_H的电平为3.5V，而CAN_L的电平是1.5V，即他们的压差为2V。

当CAN收发器从CAN_Tx收到控制器的低电平信号时（逻辑1），收发器的CAN_H的电平为2.5V，CAN_L的电平也是2.5V，从而输出隐性电平表示逻辑1.

在CAN总线中，其时刻处于显性电平（逻辑0）或隐性电平（逻辑1）的其中一个状态。若有两个CAN通信节点，两个输出不同的信号电平，即隐性电平和显性电平，此时总线处于显性电平状态，线与的特性，也是显性电平信号的由来。

 CAN通信是半双工的通信方式，收发数据是分时进行的，即若在同一时刻一个通信节点发送信号，其余的节点只能接收信号。