CAN通讯和电路：一文读懂，不再踩坑！

CAN通讯和电路：一文读懂，不再踩坑！

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/snowman1019/article/details/145857723

起源

CAN（Controller Area Network）总线由德国博世（Bosch）公司于1980年代开发，最初用于汽车电子系统，以减少车辆内部的复杂布线，提高数据传输效率和可靠性。1993年，CAN 总线被国际标准化组织（ISO）采纳，成为 ISO 11898 标准。目前，CAN 已广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备、航天等领域。

信号传输模式

CAN 总线采用差分信号传输，通过一对双绞线（CAN_H 和 CAN_L）来传输数据，提高抗干扰能力和可靠性。

数据帧结构

标准 CAN（11-bit 标识符）和扩展 CAN（29-bit 标识符）帧格式包括：

• 起始位：表示帧的开始
• 标识符（ID）：表示消息的优先级
• 控制字段：标明数据长度
• 数据字段：包含 0-8 字节数据
• CRC 校验：保证数据完整性
• 确认位：接收节点确认数据有效性
• 结束位：标志帧结束

多主竞争仲裁机制

• CAN 采用非破坏性 CSMA/CD-AM 机制（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection and Arbitration on Message Priority）。
• 低 ID（高优先级）数据可在总线竞争中获胜，确保重要数据先被传输。

电器参数

电压等级

• CAN_H 典型电压范围：2.5V - 3.5V（显性 3.5V）
• CAN_L 典型电压范围：1.5V - 2.5V（显性 1.5V）
• 隐性状态：CAN_H 和 CAN_L 都为 2.5V

传输速率

• 典型速率：10kbps ~ 1Mbps（标准 CAN）
• CAN FD（Flexible Data-rate）：支持 5Mbps 以上传输速率

终端电阻

• 典型值 120Ω，保证总线阻抗匹配，减少反射信号

最大通信距离（标准 CAN）

• 1Mbps：≤40m
• 125kbps：≤500m
• 10kbps：≤5km

应用设计

CAN 设备连接

• 采用双绞线传输信号，建议用屏蔽双绞线减少干扰
• 确保每端有120Ω 终端电阻，总线两端都需要终端电阻匹配

典型应用

• 汽车电子：发动机控制、ABS 刹车系统、空调控制等
• 工业自动化：PLC 控制、机器人通讯
• 医疗设备：数据采集、监护仪连接
• 楼宇自动化：智能照明、安防系统

问题排查方式

物理层检查

• 测量 CAN_H 和 CAN_L 对地电压是否正常（典型 2.5V）
• 终端电阻是否匹配（两端各 120Ω，总线整体 60Ω）

通信协议排查

• 使用示波器查看波形，确认仲裁和数据完整性
• 通过CAN 分析仪读取数据帧，确认 ID 和数据内容

常见故障与解决方案

• 无数据传输→ 检查终端电阻、电源供电
• 数据错误→ 检查波特率是否匹配
• 总线挂起→ 检查是否有某个节点持续发送显性信号（如设备短路）