1、显隐性电平定义

CAN总线采用差分信号传输，通常情况下只需要两根信号线（CAN-H和CAN-L）就可以进行正常的通信。在干扰比较强的场合，还需要用到屏蔽地即CAN-G（主要功能是屏蔽干扰信号），CAN协议推荐用户使用屏蔽双绞线作为CAN总线的传输线。

隐性电平和显性电平是CAN总线上的两种互补的逻辑值。以下是对这两种电平的详细解释：

1.1 隐性电平

• 定义：隐性电平在逻辑层面表现为1，即当CAN总线上所有单元都输出隐性电平时，总线上才呈现隐性状态。
• 电压特性：典型地，当CAN总线为隐性（逻辑1）时，CAN_H和CAN_L的电平都维持在2.5V左右，此时它们之间的电位差Vdiff为0V。
• 功能：隐性电平用于表示总线上的空闲状态或某些特定的逻辑值。在CAN总线的通信过程中，如果没有节点正在发送显性电平，那么总线将保持隐性电平状态。

1.2 显性电平

• 定义：显性电平在逻辑层面表现为0，即当CAN总线上有任何一个单元输出显性电平时，总线就呈现显性状态。
• 电压特性：当CAN总线为显性（逻辑0）时，CAN_H和CAN_L的电平分别为3.5V和1.5V左右，此时它们之间的电位差Vdiff为2.0V左右。这个电位差是CAN总线差分传输机制的基础，用于区分显性电平和隐性电平。
• 功能：显性电平用于表示总线上的有效数据或控制信号。在CAN总线的通信过程中，当节点需要发送数据时，它会通过输出显性电平来将数据传输到总线上。由于显性电平可以覆盖隐性电平，因此当多个节点同时尝试发送数据时，具有最高优先级的节点（通常通过其ID号决定）将能够成功地将数据发送到总线上。

巧记：急急如律令，太上老君快显0。

下图是基于PicoScope示波器抓取的CAN波形，观察下CANH、CANL、CAN_DIFF（差分电压）的电压值。

2、线与机制

为什么CAN总线的显性电平（逻辑0，电位差Vdiff = 2.5V）能覆盖隐性电平（逻辑1，电位差Vdiff = 0V）？

线与机制：在CAN总线上，所有节点都是并联连接的。当某个节点输出显性电平时（即CAN_H的电平高于CAN_L的电平一定程度），它会将总线电平拉低，即使其他节点输出隐性电平，总线电平仍然保持低电平。这是因为显性电平是强驱动，而隐性电平是弱驱动，所以显性电平能够覆盖隐性电平。

3、显性电平和隐性电平的转换机制

3.1 发送过程

CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平（即逻辑0-显性电平或者逻辑1-隐性电平）。CAN发射器接收逻辑电平之后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。

3.2 接收过程

CAN接收器将CAN_H 和 CAN_L 线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为相应的信号发送到CPU上。

3.3 电压差的重要性

在CAN总线上，逻辑0和1之间显著的电压差是通信可靠的保证。例如，高速CAN总线的显性电平定义为CAN_H=3.5V，CAN_L=1.5V，电压差为2V；而隐性电平定义为CAN_H=2.5V，CAN_L=2.5V，电压差为0V。

4、显性电平和隐性电平的应用场景

在现代汽车中，CAN总线已经广泛应用于各种电子系统，包括发动机管理系统、车身控制系统和安全气囊系统等。由于不同的汽车厂家和电子设备之间可能采用不同的CAN总线格式，这时就需要使用CAN转换器来进行信号转换，以实现各个系统之间的通信。