什么是CAN，所謂CANController Area Network的縮寫，

即CAN總線（Controller Area Network，控制器局域網），是一種最初為汽車電子系統(tǒng)設計的串行通信協(xié)議，是目前工業(yè)領域、新能源領域、醫(yī)療設備等多個領域中實時分布式控制的核心技術；

整車的部件很多，如何通過VCU（整車控制器）來控制所有的零部件，并對零部件進行診斷，當發(fā)生故障時可以第一時間被告知，并下發(fā)指令進行反饋；

大概的邏輯就是找到一條路徑，讓所有的模塊都可以交互信息；

CAN總線的高可靠性和實時性，主要原因為其特殊的信號傳播機制，各零部件之間或線上的節(jié)點之間的地位基本一致，沒有主負之分，通過全網廣播的形式進行接收和收發(fā)。

簡單理解為，每一個部件都有特定的通訊協(xié)議，各個零部件都能聽到所有信息，但是只接收自己特定的那部分。

1. 非破壞性仲裁與優(yōu)先級：這是CAN總線解決“堵車”問題的核心技術。當多個節(jié)點同時發(fā)送消息時，不會像某些網絡那樣導致數(shù)據(jù)損壞。它們會通過標識符（Identifier） 進行“仲裁”。標識符數(shù)值越小，代表優(yōu)先級越高。仲裁期間，節(jié)點在發(fā)送標識符的同時也會監(jiān)聽總線電平。如果它發(fā)送的是隱性位（邏輯1），但檢測到的是顯性位（邏輯0），它就明白有更高優(yōu)先級的消息在發(fā)送，于是主動退出發(fā)送，稍后重試。整個過程優(yōu)先級高的消息傳輸毫無延遲，保證了關鍵指令的實時性。

2. 報文濾波：每個節(jié)點可以設置報文濾波，只接收標識符符合預定規(guī)則的消息，CPU無需處理不相關數(shù)據(jù)，大大減輕了負擔。

3. 可靠的錯誤處理：CAN總線具備一整套強大的錯誤檢測與處理機制，包括CRC循環(huán)冗余校驗等多種錯誤檢測方法。當傳輸錯誤被檢測到時，發(fā)送節(jié)點會自動重發(fā)。當某個節(jié)點錯誤過于嚴重時，會自動關閉輸出，與總線隔離，避免其影響整個網絡。

一個典型的CAN總線系統(tǒng)包含以下硬件：

• CAN控制器：通常集成在節(jié)點微處理器內部，負責處理通信協(xié)議，如數(shù)據(jù)幀的打包、解析、錯誤處理等。

• CAN收發(fā)器：連接CAN控制器與物理總線，負責將控制器傳來的數(shù)字信號轉換為差分電壓信號在總線上傳輸，反之亦然。

• 數(shù)據(jù)傳輸線：通常使用雙絞線，包括CAN_H（高電平線）和CAN_L（低電平線）。采用差分信號傳輸，能有效抑制共模干擾。

• 終端電阻：在總線兩端各接一個（通常為120Ω），用于匹配阻抗，消除信號反射。

• 如下所示，一般的終端電阻值：

  

按ISO11898-2的標準要求：

需要在總線的首尾兩端各連接終端電阻，在總線的首尾兩端各連接一個120Ω的終端電阻；

02

終端電阻作用

CAN 總線差分傳輸?shù)碾p絞線，信號在總線上以電的形式傳導，總線的傳輸線是一個特性阻抗，如傳輸線的末端（終端）阻抗與傳輸線特性阻抗不匹配，信號能量就不能被完全吸收，一部分能量就會反射回來。這種反射回來的信號會與后續(xù)發(fā)送的新信號疊加，導致波形嚴重失真

電阻參數(shù)

CAN總線終端電阻設定為120Ω的核心原因為阻抗匹配。特征阻抗是描述傳輸介質傳播特性的關鍵參數(shù)。大白話描述為雙絞線對CAN信號的傳遞能力。特征阻抗（Z?）表示為雙絞線上任意一點上的電壓與電流之比（Z?=V/I）。數(shù)學表達式上由單位長度分布電感（L）分布電容（C）決定：

雙絞線參數(shù)

L ≈ 0.5–0.8 H/m（導線自感+互感）

C ≈ 30–50 pF/m（線間分布電容）

（具體L、C計算公式暫不展開）

阻抗計算結果

這是總線特征阻抗120Ω的理論計算來源。

需要說明的是，在上圖中多個單元節(jié)點中，其中端部2個節(jié)點（ECU1、4）需要添加終端電阻，中間節(jié)點（ECU2、3）不需要添加；

否則就會導致多個電阻并聯(lián)后電阻變小的情況。導致信號的不穩(wěn)定；

具體的增加后的效果如下：

當增加一個120Ω的終端電阻時，信號是這樣的：

當再在另一端增加一個120Ω的終端電阻時，信號是這樣的：

從圖上看出，效果明顯。

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