23、STM32——CAN

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已于 2022-10-27 10:35:07 修改

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分类专栏： STM32F103 文章标签： stm32 单片机 arm

于 2022-10-21 14:21:36 首次发布

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本文深入解析CAN协议，包括其异步通讯原理、闭环与开环总线网络的区别，以及差分信号的应用。重点介绍了高速CAN与低速开环网络的特点，适合了解CAN技术的读者。

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1、CAN 协议简介

CAN 与 I2C、SPI 等具有时钟信号的同步通讯方式不同，CAN 通讯并不是以时钟信号来进行同步的，它是一种异步通讯，只具有 CAN_High 和 CAN_Low 两条信号线，共同构成一组差分信号线，以差分信号的形式进行通讯。

CAN 物理层的形式主要分为闭环总线及开环总线网络两种，闭环总线适合于高速通讯，开环总线适合于低速远距离通讯。

1.1 闭环总线网络

CAN 物理层的形式主要有两种，CAN 闭环总线通讯网络中的 CAN 通讯网络是一种遵循 ISO11898 标准的高速、短距离闭环网络，它的总线最大长度为 40m，通信速度最高为 1Mbps，总线的两端各要求有一个120 欧的电阻。

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1.2 开环总线网络

CAN 开环总线通讯网络是遵循 ISO11519-2 标准的低速、远距离开环网络，它的最大传输距离为 1km，最高通讯速率为 125kbps，两根总线是独立的、不形成闭环，要求每根总线上各串联有一个2.2 千欧的电阻。

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1.３差分信号

差分信号又称差模信号，与传统使用单根信号线电压表示逻辑的方式有区别，使用差分信号传输时，需要两根信号线，这两个信号线的振幅相等，相位相反，通过两根信号线的电压差值来表示逻辑 0 和逻辑 1。见图差分信号，它使用了 V+ 与 V-信号的差值表达出了图下方的信号。

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以高速 CAN 协议为例，当表示逻辑 1 时 (隐性电平)，CAN_High 和 CAN_Low 线上的电压均为 2.5v，即它们的电压差 V H -V L = 0V；而表示逻辑 0 时 (显性电平)，CAN_High 的电平为 3.5V，CAN_Low 线的电平为 1.5V，即它们的电压差为 V H -V L = 2V。

例如：当 CAN 收发器从 CAN_Tx 线接收到来自 CAN 控制器的低电平信号时 (逻辑 0)，它会使CAN_High 输出 3.5V，同时 CAN_Low 输出 1.5V，从而输出显性电平表示逻辑 0。

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