CAN总线详解：信号电平与通信特性

"信号电平-CAN总线介绍及使用" CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用的车辆通信网络，由德国博世（BOSCH）公司为汽车电子控制系统设计，后来成为国际标准ISO11898（高速应用）和ISO11519（低速应用）。CAN总线的特点在于其高效、可靠且适应性强，能有效地解决汽车内部电子装置间的数据交换问题。 CAN总线的核心特性包括： 1. **多主站通信**：CAN网络上的任何节点都可以在任何时间主动发送信息，无需主从关系，增强了通信的灵活性。 2. **优先级仲裁**：网络节点按照优先级进行通信，如果两个节点同时发送数据，优先级低的节点会自动停止，而高优先级节点可以继续传输，这种机制称为非破坏性位仲裁。 3. **多种传输方式**：支持点对点、点对多点以及全局广播的传输模式，允许节点按需选择数据发送方式。 4. **通信距离与速率**：CAN总线的通信距离与速率成反比，最远可达10公里（5Kbps以下），最高速度可达1MB/s（40米以内）。 5. **节点数量**：理论上CAN网络可以连接的节点数量可达110个。 6. **数据帧结构**：每个数据帧包含8个有效字节，并且有CRC校验等错误检测机制，确保数据传输的准确性。 7. **错误处理**：当节点出现严重错误时，会自动断开与总线的连接，避免影响其他节点的正常运作。 8. **通信介质**：CAN总线可以使用双绞线、同轴电缆或光纤，通常采用经济实惠的双绞线。 收发器在CAN总线系统中扮演着关键角色，它们负责将控制单元中的微弱信号放大到适合CAN导线的电平，确保信号能够有效地在总线上传输。收发器将信号发送到CAN数据总线的两条导线——CAN-High和CAN-Low上，使得一条导线电压上升，另一条下降，形成差分信号。对于驱动CAN数据总线，电压变化至少为1V，对于CAN舒适/Infotainment总线，这个值至少为3.6V。 CAN总线技术因其独特的优势，在汽车、工业自动化、医疗设备等领域得到了广泛的应用。随着物联网技术的发展，CAN总线也逐渐融入到更广泛的智能系统中，为实现设备间的高效协同工作提供了强大的支持。