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硬件开发者之路之——通讯协议之CAN简介
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一、CAN总线的硬件属性
CAN即控制器局域网（Controller Area Network），这一技术源于博世公司，是为了汽车内部各电子控制单元ECU的互联设计的，我们可以由这一点想到CAN具有的几点特性：多节点通讯（汽车内部电控系统众多），传输速度快（电控系统反应要快，安全问题），可靠性要高（汽车内部电控系统众多而复杂，涉及人身安全，要求可靠性极高），等等。那么我们从硬件到软件来看一看CAN的特性。
1、电平标准
电平标准是通讯的最基础的物理层特性，CAN也是一种差分电平通讯。
所谓的隐性电平就是总线上无信息传输时默认的状态，+2.5V。
CAN的电平标准定义的是显性电平和隐性电平，如上图，总线处于未激活状态时各节点可以修改总线状态。这里隐性电平定义为逻辑的“1”，显性电平为逻辑的“0”，这样节点修改为显性电平时必然就修改了总线状态，1*0=0，0具有优先级.
一种CAN收发器：TJA1050系列是常用的CAN总线收发器之一，我们来看看规格书学习一下CAN的硬件基础。
可以看出输出默认为VCC/2=2.5V，然后通过MOS管上下拉来输出差分电平。
就像RS485等差分信号一样，差分信号的传输具有更好的抗干扰特性。
CAN采用这种电平方式原因之一是基于CSMA/CD“载波侦听多路访问/冲突检测”（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）的总线通讯原理，简单的原理解释可以引荐知乎https://www.zhihu.com/question/53821741上的一个通俗解答，也很形象的解释了CAN通讯的方式：
下图是CAN通讯的数据帧格式：
参考下图波形更清晰：
三、CAN的几大特点
1、总线利用率高
这个应该是CAN总线通讯的最大优点之一，因为CAN是一种多主从的结构，通过广播方式进行一对多通讯，各节点地位平等，抢占总线来通讯，因此很好的提高了总线的通讯效率。
2、传输速度快
下图是几种CAN标准的规定。
可见最高速度能达到1M。
3、可靠的错误处理和检错机制
因为CAN总线在数据链路层进行了更详细可靠的设计，譬如错误帧、超载帧、CRC校验等异常处理。因此在传输可靠性上有很大优势。各节点不断检测总线状态，具有错误退出机制，因此节点不会影响总线其他节点通讯状态。
4、硬件优势
CAN的硬件设计成本也很低，组网性能更优，综合性价比很高，比较RS485等而言，优点明显。
5、通讯距离影响通讯速度，而且1M的带宽在目前多媒体局域网应用要求上相差也大。
小结：总而言之，CAN通讯相比较常用的232 485来讲，还是具有更好的优点，多学习，多应用，总结和思考。
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