can总线相关

CAN 总线是一种基于“差分信号”和“多主竞争”的串行通信协议，具备极强的抗干扰能力和完善的错误处理机制，广泛应用于汽车电子、工业控制、医疗设备等对可靠性要求极高的场景。

高速can总线结构

can收发器：

负责把MCU输出的逻辑电平转换成总线上的差分信号，同时把总线上的差分信号转换成MCU能识别的逻辑电平。简单说，MCU内部只是逻辑（0/1），CAN收发器负责把逻辑“翻译”成物理信号（差分电压）。

物理总线：双绞线

为了抗干扰，CANH 和 CANL 这两根物理导线，在出厂时就被紧紧地像麻花一样扭在一起。外部电磁干扰会同时作用在两根线上，双绞能保证两根线受到的干扰“几乎一模一样”，这样接收器做减法时，干扰才能被完美抵消。

“共模干扰抑制”：因为双绞线靠得极近（紧紧扭在一起），所以外部电磁干扰会在两根线上产生完全相同的电压（共模信号）。接收器只提取两根线的差值，干扰就被完美地“相减消除”了

CAN 总线采用双绞线差分传输。根据 ISO 11898 标准，电平定义如下：

• 显性电平（Dominant）：对应逻辑“0”。此时总线驱动器主动施加电流，CANH 与 CANL 之间形成约 2V 的差分电压。

• 隐性电平（Recessive）：对应逻辑“1”。此时总线驱动器被释放（高阻态），CANH 与 CANL 之间无差分电压（0V），依靠终端电阻维持共模电平。

关键物理属性：显性电平在电气上具备主动驱动的能力，能够强制覆盖隐性电平。只要总线上任意节点输出显性“0”，该总线物理状态就必然呈现显性“0”，这种特性被称为“线与（Wired-AND）”机制。

普通串口下，两个节点同时发数据，一个发 1，一个发 0，总线上会发生“电气对拉（短路）”现象（一个芯片内部电源正极强行对地短路）。这会导致信号直接失真，严重时会导致发送器的 I/O 口烧毁，或者触发保护机制。

而在can总线下，当两个节点在同一时刻争抢 CAN 总线时，它们会经历一场毫秒级的“非破坏性逐位仲裁”。首先，双方同时发送显性电平的起始帧，随后在各自的 11 位标识符（ID）上开始“掰手腕”：由于 0 是显性、能强制覆盖隐性的 1，且每个节点都具备“边发边听”的硬件机制，发送隐性位（1）的节点若在回读时检测到总线为显性（0），便会立刻判定自己仲裁失败，并在不丢失任何数据的前提下自动退让，转为监听等待；而发送显性位（0）的节点则胜出，毫无中断地继续发送完剩余的数据帧。输掉的节点不会重传或崩溃，它只会在总线再次空闲后自动排队重试。

整个网络在电气上构成了一个从发送端到接收端无反射的完整回路。而两端的120Ω 电阻，就是防止信号跑到终点撞墙反弹的“吸收堵头”，它同时为总线空闲提供了稳定的基准电压，是 CAN 总线能够高速、长距离稳定通信的物理地基

左端接 5V/3.3V，右端接地，两个 120Ω 电阻串联，电流流过它们时，会在中间产生一个稳定的2.5V分压。这就给总线提供了一个“不说话的基准电压”。当某个节点要强行发送“0”（显性）时，它必须把 CANH 拉到 3.5V，把 CANL 拉低到 1.5V，形成 2V 压差。

数据类型

数据帧

1. 帧起始（SOF）：固定的 1 位显性（0）。告诉总线：“我要发数据了！”

2. 仲裁场（ID）：11 位（标准帧）或 29 位（扩展帧）。这是决定优先级的字段。即我们之前讲的“掰手腕”。

3. 控制场（DLC）：4 位。告诉总线：“我后面要发几个字节的数据？”（注意：CAN 数据场最长只有 8 个字节）。

4. 数据场（Data Field）：0~8 个字节（64 位）。这是真正的载荷，您可以把自己定义的数据塞进去。

5. CRC 校验场：15 位。计算前面的数据，防止传输中受干扰出错。

6. ACK 场：2 位。接收方如果收到正确的数据，会自动回一个“收到”的信号。

7. 帧结束（EOF）：7 位隐性（1）。宣告这次通信结束。

设备树

内核裁剪