汽车CAN总线工作原理一文讲清

1、 什么是CAN?

CAN是Controller Area Network缩写，中文名称控制器局域网络。从名称就可以看出来，CAN是一种控制器之间通讯的现场总线。CAN总线最早应用于汽车工业，由德国BOSCH提出。由于消费者对汽车功能需求的不断增加，汽车中电子器件不断增加，造成各控制器之间通讯信号接线方式复杂，因此设计了一个单一的网络总线，整车的所有控制器都可以挂在这个网络上。

 

2、 CAN总线物理层

下图为比较典型的网络拓扑

 

 

CAN总线的物理层传输介质可以为双绞线、光纤、同轴电缆等。主机厂一般使用双绞线，在双绞线上传输的信号形式为差分信号，差分信号即大小相等跳变方向相反的信号。差分信号的主要优点为传输稳定，抗干扰能力强。因为两条信号线一同走线，干扰一般会同时等值的加到两条线上，到了接收端进行差分运算时就可以消除干扰影响。

双绞线的一般要求：

A、 阻抗：120Ω，5ns/m延时；

B、 绞距：1m 33绞至50绞；

C、 线经：0.35mm²至0.5mm²

与光从一种介质进入另一种介质会发生反射类似，对于高频信号，当阻抗不连续时，会引发信号的反射，反射波会干扰原信号，为了消除这种反射会在网络的终端增加一颗与线束阻抗相同的电阻，另因为信号的传递是双向的，因此在另一端也需增加电阻。终端电阻阻值一般选用120Ω。

 

3、CAN总线工作原理

CAN总线的两条信号线分别为CAN_H及CAN_L。总线当传输数据时，隐性电平（逻辑1）CAN_H及CAN_L电压均为2.5V，电压差为0V；显性电平（逻辑0）CAN_H为3.5V，CAN_L为1.5V，电压差为2V；

 

 

 

 

0和1的不同组合就组成了CAN总线中的一条条报文，对于报文帧的格式主要有两种：标准帧与数据帧，两种形式之间的区别如下图所示：标准帧的仲裁域有11位，扩展帧的仲裁域有29位。扩展帧能够扩展更多节点，与标准帧主要区别是ID的数据。扩展帧主要应用于卡车、工程车、商务车，乘用车一般使用标准帧。