CAN总线（Controller Area Network Bus）控制器局域网总线。
CAN总线特性：
- 两条通信线（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，无须时钟线，通信速率由设备各自约定
- 半双工，无需时钟线，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，决定优先级（ID号小的优先发送）
- 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
主流通信协议
CAN硬件电路
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CAN_H和CAN_L分别与总线的CAN_H和CAN_L相连。
- 高速CAN使用闭环网络，CAN_H和CAN_L两端添加120Ω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2.2kΩ的终端电阻
CAN电平标准
CAN总线采用差分信号，即两线电压差（VCAN_H - VCAN_L）传输数据位。
CAN收发器------TIJA1050（高速CAN）
CAN总线帧格式
CAN协议规定了以下五种类型的帧：
- 数据帧：发送设备主动发送数据（广播式）
- 遥控帧：接收设备主动请求数据（请求式）
- 错误帧：某个设备检测出错误向其它设备通知错误
- 过载帧：接收设备通知其尚未做好接收准备
- 帧间隔：用于将数据帧以及遥控帧与前面的帧分开
接收方数据采样
- CAN总线没有时钟线，总线上的所有设备通过约定波特率的方式确定每一个数据位的时长。
- 发送方以约定的位时长每隔固定时间输出一个数据位。
- 接收方以约定的位时长每隔固定时间采样总线的电平，输入一个数据位。
- 理想状态下，接收方能依次采样到发送方发出的每个数据位，且采样点位于数据位中心附近。
位时序
为了灵活调整每个采样点的位置，使采样点对齐数据位中心附近，CAN总线对每一个数据位的时长进行了更细的划分，分为同步段（SS）、传播时间段（PTS）、相位缓冲段1（PBS1）和相位缓冲段2（PBS2），每个段又由若干个最小时间单位（Tq）构成。
硬同步
每个设备都有一个位时序计时周期，当某个设备发送报文，其他设备收到SOF的下降沿时，接收方会将自己的位时序计时周期拨到SS段的位置，与发送方的位时序计时周期保持同步。
硬同步只在帧的第一个下降沿（SOF下降沿）有效。
经过硬同步皇后，若发送方和接收方的时钟没有误差，则后续所有数据位的采样点必然都会对齐数据位中心附近。
再同步
若发送方或接收方的时钟有误差，随着误差积累，数据位边沿逐渐偏离SS段，此时接收方根据再同步补偿宽度值（SJW）通过加长PBS1段，或缩短PSB2段，调整同步。
再同步可以发生在第一个下降沿之后的每个数据位跳变边沿。
波特率的计算
波特率 = 1/一个数据位的时长 = 1/(tss + tpts + tpbs1 + tpbs2)
仲裁
CAN总线只有一对差分信号先，同一时间只能有一个设备操作总线发送数据，若多设个设备同时有发送需求，如何分配总线资源。
先占先得
若当前已经有设备正在操作总线发送数据帧/遥控帧，其它任何设备不能再同时发送数据帧/遥控帧（可以发送错误帧/过载帧破坏当前数据）。
任何设备检测到连续11个隐性电平，即认为总线空闲，只有在总线空闲时，设备才能发送数据帧/遥控帧。
一旦设备正在发送数据帧/遥控帧，总线就会变为活跃状态，必然不会出现连续11个隐性电平，其它设备自然不会破坏当前发送。
若总线活跃状态其它设备有发送需求，需要等待总线变为空闲，才能执行发送需求。
非破坏性仲裁
若多个设备的发送需求同时到来或因等待而同时到来，则CAN总线协议会根据ID号（仲裁段）进行非破坏性仲裁，ID号小 的（优先级高）取到总线控制权，ID号大的（优先级低）仲裁失利后将转入接收状态，等待下一次总线空闲时再尝试发送。
实现非破坏性仲裁需要两个要求：
- 线与特性：总线上任何一个设备发送显性电平0时，总线就会呈现显性电平0状态，只有当所有设备都发送隐性电平1时，总线才呈现隐性电平1状态：0 & x = x & 0 = 0, 1 & 1 = 1.
- 回读机制：设备发出一个数据位后，读回总线当前的电平状态，以确认自己发出的电平是否被真实发送出去了，发出0读回必然是0，发出1读回不一定是1。
数据帧和遥控帧ID号一样时，数据帧的优先级高于遥控帧。