解析CAN总线

前言

前面已经介绍了几种总线协议，那现在如果在汽车上实际应用一种总线协议来通讯的话，你会选择哪一种呢？

答案是 都不行

因为在汽车中许多系统都需要实时控制，而且数据必须可靠，即使面对面对恶劣环境也要正常运行

如何解决这个问题呢？就要看CAN总线了

 

ECU

如何传输数据？

现在将车上的每个设备用一条总线连接起来

要想CAN通讯，就必须要专门的CAN收发器，经过CAN收发器，普通信号就会转化成差分信号（差分信号由两根线表示）

如果输入0，CAN收发器的两根线分别输出3.5V和1.5V（压差为2V）

如果输入1，CAN收发器的两根线都输出2.5V（压差为0V）

为什么要这样表示数据？

想象一下，如果这条线是0V，受到了干扰，电压就会波动

如果是两条线缠绕在一起，用差分信号来表示数据的话，即使受到了干扰，也是两条线一起受到干扰，依旧存在压差

 

CAN数据格式

这是一帧完整的数据

最开始是起始位（始终为0）

然后是11位的识别码

每一个设备都有唯一的11位识别码

紧接着是RTR位用来区分数据帧（0）或远程请求帧（1）

接下来是6位控制码

其中第一位的IDE位是用来区分是标准帧还是拓展帧（标准帧有11位的识别码，IDE位为0；而拓展码有29位的识别码，IDE位为1）

下面是预留位，它是逻辑0

剩下的4位为DLC位，表示数据长度

每一个数值对应每一个字节（比如如图数值为8，对应数据长度为8个字节）

接下来是16位的CRC循环冗余校验位，它是为了确保收到的数据的准确性

首先是15位CRC校验位，如果和接收到的CRC校验位不一致，就会重新再重发一次

最后是CRC界定位，目的是为了与后面的数据区分开来

然后是2位ACK码

第一位是ACK确认槽（发送端是1，接收端就是0）用来表示应答

第2位是ACK界定位（始终为1），目的也是为了和后面的数据区分开来，

最后是7位结束位（时钟为1）

如果用用差分信号表示，电平是这样的，如图所示

如果此时总线上同时有2个设备发出控制信号，究竟优先执行哪一个设备的信号呢？

这就得看11位的识别码了，它不仅指定了哪个设备，还表示了优先级

当总线同时为1或0，总线会被置为0（即优先执行电平0）

总结

了解完了CAN总线，或许会有一个疑惑点？

CAN总线和RS485是不是有点相似，对吧？

虽然的确有些相似之处，但CAN总线是专门用于汽车领域的，就比如数据可靠性，CAN总线检测到数据不一致，就会重新发送，而485就发一次，不管是不是正确的数据