什么是CAN：

CAN(Controller Area Network,控制器局域网络 )是一种广泛用于汽车内部的串行异步通讯。下图是一些汽车中使用CAN总线的例子：

CAN有什么标准：

CAN标准：ISO11898（通信速度为 5kbps - 1Mbps 的 CAN 高速通信标准，其中CAN FD（Flexible Data-rate）纳入了ISO 11898-1:2015标准中）和ISO11519（通信速度为 125kbps 以下的 CAN 低速通信标准）。具体标准可以百度，或者私信我。

CAN的电压特性：CAN网络中的物理信号传输基于电压差的传输（差分信号传输）。高速CAN和低速CAN的电压差分电压大于0.9V时为显性电平，对应逻辑“0”，小于0.5V为隐性电平，对应逻辑“1”。以下为ISO11898中的标准参考：

CAN芯片的内部结构（原理）：以下以NXP的CAN芯片作为例子来举例讲解：

CAN收发器主要分为驱动器和收发器。TX引脚接收MCU的信号然后给驱动器到CANH,CANL引脚，CANH,CANL接收差分信号至接收器到RX引脚到MCU。

内部CANH、CANL分别为开漏输出形式。总线显性（0）时，收发器内部Q1、Q2导通(Transceiver发出high low的Q1,Q2的导通电平），CANH、CANL之间产生压差；隐性（1）时，Q1、Q2截止，CANH、CANL处于无源状态，压差为0(单独的CAN H/L 一般为VCC/2)。

差分（负载）电阻的作用：

1.在显性状态期间，总线的寄生电容会被充电，而在恢复到隐性状态时，这些电容需要放电。如果CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载，电容只能通过收发器内部的差分电阻放电，这个阻抗是比较大的，放电时间就会明显比较长。因此，总线的终端电阻的第一作用是放电。

2.隐性时差分电阻阻值很大，内部的MOS管属于高阻态，外部的干扰只需要极小的能量即可令总线进入显性（一般的收发器显性门限最小电压仅500mV）。这个时候如果有差模干扰过来，总线上就会有明显的波动，而这些波动没有地方能够吸收掉他们，就会在总线上创造一个显性位出来。所以为提升总线隐性时的抗干扰能力，增加一个差分负载电阻，且阻值尽可能小，以杜绝大部分噪声能量的影响。然而，为了避免需要过大的电流总线才能进入显性，阻值也不能过小。

3.阻抗匹配，减小反射

CAN的数据帧：

仲裁段：当总线上挂了多个负载的时候，通过仲裁段的电平来确定优先级，ID越小优先级别越高（CAN的线与机制，CAN显性的时候,MOS导通，强驱动。 CAN隐性的时候,MOS关闭，弱驱动。 ）

控制段：识别扩展帧和标准帧，以及数据长度编码位

数据段：数据，CAN2.0 8位，CAN FD64位，这就是CAN FD速率更快的原因

校验位：当TX,RX收到的数据不一致进行校验。校验数据传输是否正确，若不正确，应答错误停止发送。

CAN的常见硬件错误排查：

1.当CAN连接节点较多的时候。由于节点较多，寄生电容较大，信号的下降沿（即从隐性开始放电

）会很缓慢，CAN信号会读到错误位，信号出现位错误于是报错，信号停止发送。

2.当端接电阻选择（过大）的时候（或者节点较多，寄生电阻较大，速率较大），下降沿也会收到

影响，情况和上述一致。当端接电阻过小，Vdiff值过小，也会信号报错。

3.信号线没有进行双绞，在信号线短没问题，一旦信号线变长或者环境干扰较大，信号会报错。

4.信号产生振铃过冲较大，信号读值错误。一般是在末端没有添加端接120欧姆电阻

5.CANH,CANL对电源对地的短路。

以上就是对CAN从CAN的定义，CAN的标准，CAN芯片的内部构成原理，CAN的电平范围，CAN的数据帧，CAN硬件常见错误等角度来对CAN硬件设计方面的介绍。