CAN总线通信详解：信号电平与特点

"CAN总线教程-信号电平与通信特性" CAN总线是控制器局域网络的简称，由德国博世公司为汽车监控和控制系统设计，后来成为国际标准ISO11898（高速应用）和ISO11519（低速应用）。CAN2.0规范（包括CAN2.0A和CAN2.0B）是当前广泛采用的标准，它集成了物理层和数据链路层功能，使得通信数据能够进行成帧处理。 信号电平在CAN总线中起着关键作用。收发器负责将CAN控制器的微弱信号放大到适合CAN导线的电平，确保在CAN-High和CAN-Low线上的电压变化至少为1V（对于CAN舒适/Infotainment总线，不低于3.6V）。CAN数据总线由两条导线构成，收发器同时向这两条线发送信号，导致CAN-High线电压上升，CAN-Low线电压下降。这种非对称设计允许通过电压差来传输信息。 CAN总线的特点包括： 1. 多主站模式：网络上的任何节点都可以在任何时间主动发送信息。 2. 优先级仲裁：在网络冲突时，优先级低的节点会自动停止发送，而高优先级节点能继续传输。 3. 通信方式多样：支持点对点、点对多点和全局广播。 4. 长距离通信：在低速率下最远可达10km，高速率下最远40m，但速率高达1MB/s。 5. 大量节点：理论上可容纳110个节点。 6. 数据有效性：每个数据帧包含8个有效字节，并有CRC校验以确保低错误率。 7. 适应性强：通信介质可选双绞线、同轴电缆或光纤，通常使用双绞线。 8. 错误管理：在严重错误时，节点能自动断开与总线的连接，避免影响其他操作。 CAN总线因其高可靠性、高性能和低成本，在汽车工业、工业自动化、医疗设备和航空航天等领域广泛应用。例如，汽车中的发动机控制、防抱死刹车系统(ABS)、空调和导航系统都可能采用CAN总线进行数据交换。此外，CAN总线还被用于分布式系统、传感器网络和楼宇自动化等场景，其灵活的架构和高效的数据通信能力使其在现代技术中占据重要地位。