引言： 对于CAN这篇我计划分为两个篇幅来讲，一篇讲CAN的硬件电路实现和帧格式，另一篇讲代码的具体实现。 一、简介（ 了解一下就行 ）：

CAN总线(ControllerArea Network Bus)控制器局域网总线CAN总线是由BOSCH公司开发的一种简洁易用、传输速度快、易扩展、可靠性高的串行通信总线，广泛应用于汽车、嵌入式、工业控制等领域，下面的图片是高速CAN和低速CAN的对比：

CAN总线特征（ 需要记住 ）:

• 两根通信线(CAN H、CAN L)，线路少，无需共地差分信号通信，抗干扰能力强
• 高速CAN(ISO11898):125k~1Mbps,<40m
• 低速CAN(ISO11519)10k~125kbps,<1km
• 异步，无需时钟线，通信速率由设备各自约定
• 半双工，可挂载多设备，多设备同时发送数据时通过仲裁判断先后顺序11位/29位报文ID，用于区分消息功能，同时决定优先级
• 可配置1~8字节的有效载荷
• 可实现广播式和请求式两种传输方式
• 应答、CRC校验、位填充、位同步、错误处理等特性

二、硬件电路（ 了解一下就行 ）

• 每个设备通过CAN收发器挂载在CAN总线网络上
• CAN控制器引出的TX和RX与CAN收发器相连，CAN收发器引出的CANH和CAN L分别与总线的CAN H和CANL相连

• 注 ：在STM32中的CAN外设电路，CAN控制器只会引出TX和RX两个引脚，这两个引脚不能直接引在CAN总线，必须通过CAN收发器来引入。
• 此时就会有小伙伴问了， STM32不是有两个引脚是can通信的嘛？为什么还需要一个can收发器来进行通信，而不是直接用这两个引脚啊？
• 答： 因为CAN协议设计的有回读机制，CAN_TX和RX引脚电平也不是差分信号

那又有人问了，为什么不把 CAN收发器芯片也集成到STM32里呢？

答：母鸡啊，可能因为电平标准不一样或者为了保护、隔离电路吧

• 高速CAN使用 闭环 网络: CAN H和CAN L两端添加120欧的终端电阻
• 低速CAN使用 开环 网络:CAN_H和CAN_L其中一端添加2.2千欧的终端电阻

左侧为闭环高速CAN，右侧是开环低速CAN

三、CAN电平标准（ 需要弄明白 ）

CAN总线采用差分信号，即两线 电压差 （Vh-Vl） 传输数据位

• 高速CAN规定:
  • 电压差为0V时表示 逻辑1(隐性电平)
  • 电压差为2V时表示逻辑0 (显性电平)
• 低速CAN规定:
  • 电压差为-1.5V时表示逻辑1(隐性电平)
  • 电压差为3V时表示逻辑0(显性电平)

四、CAN总线帧格式（ 要弄明白 ）

1.数据帧 （ 好好看 ）

• 用途：发送设备主动发送数据，属于广播式的通信方式
• 格式： 分为 标准格式和扩展格式两种格式

图例解析：

• 灰色部分D表示显性电平0
• 白色部分R表示隐性电平1
• 紫色部分D/R表示根据发送数据的不同，可以选择显性电平0或隐性电平1
• 白色和灰色部分（ACK）是应答位特有的，发送方必须发隐性1，接收方必须发送显性0
• 图例中间的数字表示此段时序所占的位数

设计者的思路 （ 看一遍 ） ：

• 需要设计一个波形承载波段，那必然有数据段，
• 又想要几个数据段的几个字节是可调的，所以加了 DLC ，用于指定数据段的长度
• 为了区分数据的功能，就在前面加了 ID 号
• 为了实现广播式，类似只写，或者请求式，类似读取，就有了 RTR 位进行区分
• 为了判断数据是否正确传输，就有了 CRC 校验
• 为了判断是否有接收方，就有了 ACK 应答设计
• IDE 和 r0 是保留位，为了后续升级，现在的 IDE 用于区分标准帧和扩展帧格式
• 最后整个波形前面套上起始，后面套上结束，这个伟大的波形设计就大功告成了

扩展格式： 当标准格式的11位ID不够用时，就用到了扩展格式，且扩展格式也要保持对标准格式的兼容。 在上图可以看到标准格式的RTR挪到了老后面，原来标准格式的RTR的位置就空出来了，但是这一位也不能当做别的用途，是为了保证仲裁规则中，标准格式的优先级高于扩展格式，这一位SRR虽然没用，但必须要给隐形电平1，至于仲裁流程，后续再说。 然后就是IDE了，扩展格式要为隐性1。 最后做个总结（ 枯燥无味，不看了 ）：

2.遥控帧 （ 稍微看一下 ）

知道了数据帧，看这个遥控帧应该就很简单：

遥控帧无数据段，RTR为隐性电平1，其他部分与数据帧相同

3.错误帧 （ 了解即可 ）

总线上所有设备都会监督总线的数据，一旦发现“位错误”或“填充错误"或“CRC错误”或“格式错误”或“应答错误”，这些设备便会发出错误帧来破坏数据，同时终止当前的发送设备

4.过载帧 （ 了解即可 ）

当接收方收到大量数据而无法处理时，其可以发出过载帧，延缓发送方的数据发送，以平衡总线负载，避免数据丢失

5.帧间隔 （ 了解即可 ）

将数据帧和远程帧与前面的帧分离开

五、位填充（ 要弄明白 ）

规则： 发送方每发送5个相同电平后，自动追加一个相反电平的填充位，接收方检测到填充位时，会自动移除填充位，恢复原始数据。如：

位填充作用：

• 增加波形的定时信息，利于接收方执行“再同步”，防止波形长时间无变化导致接收方不能精确掌握数据采样时机
• 将正常数据流与“错误帧"和“过载帧”区分开，标志“错误帧"和“过载帧”的特异性
• 保持CAN总线在发送正常数据流时的活跃状态，防止被误认为总线空闲