CAN总线的抗干扰能力是其可靠运行的关键，主要体现在以下几个方面：

1. 物理层设计

• 差分信号传输：
  • 使用双绞线（CAN_H 和 CAN_L），共模噪声抑制能力强：外部干扰同时作用于两根线时，接收端通过比较差分电压抵消噪声。
  • 显性电平（逻辑0）的电压差（≥1.5V）和隐性电平（逻辑1）的电压差（≈0V）提供高噪声容限。
• 终端电阻匹配：
  • 总线两端需接 120Ω终端电阻，消除信号反射，避免波形畸变和逻辑错误。
• 屏蔽与接地：
  • 在强干扰环境中，使用屏蔽双绞线（STP），屏蔽层单点接地防止地环路电流。

2. 电气隔离

• 隔离电源与隔离收发器：
  • 通过光耦或磁耦隔离通信节点，切断地回路，避免地电位差引入干扰。
• 共模扼流圈：
  • 滤除高频共模噪声（如电机、开关电源干扰）。

3. 协议层容错

• 错误检测与处理：
  • CRC校验（15位多项式）：检测传输位错误。
  • 位填充规则：每5个相同位后插入相反位，同步时钟并检测错误。
  • 错误帧自动重发：节点检测错误后立即发送错误帧中断通信，并自动重传数据。
• 故障界定与节点隔离：
  • 节点根据错误计数（发送/接收错误计数器）进入被动错误状态或离线状态，避免故障节点瘫痪总线。

4. 布线规范

• 拓扑结构：
  • 避免星形、树形拓扑，采用直线型或短分支总线（分支长度≤0.3米）。
• 线缆选择：
  • 阻抗匹配（约120Ω），线径≥0.5mm²（降低电阻损耗）。
• 远离干扰源：
  • 避免与高压线、电机驱动线平行走线，保持>30cm间距；正交交叉减少耦合。

5. 抗干扰元器件

• TVS二极管/ESD保护：
  • 防止静电（ESD）和浪涌电压损坏收发器。
• 滤波器：
  • 在接口端增加RC滤波器，抑制高频噪声。

6. 软件策略

• 总线负载率控制：
  • 通常≤70%，避免因重传风暴导致拥堵。
• 超时监控：
  • 关键数据设置超时报警（如车辆ECU信号丢失检测）。

常见干扰源与对策

总结

CAN总线的抗干扰能力依赖于物理层差分设计、终端匹配、协议层错误恢复机制及规范施工的综合作用。实际应用中需遵循：

1. 线缆规范（双绞+屏蔽），
2. 精准拓扑（短分支+终端电阻），
3. 隔离防护（TVS+共模扼流圈），
4. 协议容错（CRC+重传）。
   通过分层防护确保在工业、汽车等复杂环境中稳定通信。