CAN总线学习笔记（1、CAN总线定义）
江协科技CAN总线入门教程视频学习笔记
CAN特性
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两根通信线（CAN_H\CAN_L）,两根线，无需工地
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差分信号，抗干扰能力强
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高速CAN（ISO11898）：125K-1Mbps，<40m
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低速CAN（ISO11519）：10K-125Kbps，<1km
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异步，无需时钟线，通信速率由设备各自约定
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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
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11/29位报文ID，用于区分消息功能，同时决定优先级
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可配置1-8字节有效载荷
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可实现广播式和请求式两种传输方式
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应答、CRC校验、位填充、位同步、错误处理等特性
CAN硬件电路
CAN电平标准
帧格式
帧类型 | 用途 |
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时，向其他设备通知错误 |
过载帧 | 接收设备通知其尚未做好接收准备 |
帧间隔 | 用于将数据帧及遥控帧与前面的帧分离开 |
数据帧和遥控帧使用最多，其它3种帧做了解即可
数据帧
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在ack槽时，可以有多个接收方同时拉开总线，因为一个报文可以被多个设备同时接收。
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SOF（start of frame）：帧起始。表示后面一段波形为传输的数据位
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ID（identify）：标识符，区分功能，同时决定优先级
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RTR（remote transmission request）:远程请求位，区分数据帧和遥控帧
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IDE（identifier Extension）：扩展标志位，区分标准格式和扩展格式
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SRR（substitute remote request）：替代RTR，协议升级时留下的无意义位
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r0/r1（reserve）：保留位，为后续协议升级留下空间
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DLC（data length code）：数据长度，指示数据段有几个字节
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Data：数据段的1-8个字节有效数据
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CRC（cyclic redundancy check）：循环冗余校验，校验数据是否正确
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ACK（acknowledgement）：应答位，判断数据有没有被接收方接收
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CRC/ACK界定符：为应答位前后发送方和接收方释放总线留下时间
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EOF（end of fram）：帧结束，表示数据位已经传输完毕
遥控帧
遥控帧无数据段，RTR为隐形电平1，其它部分与数据帧相同
仲裁
多设备同时发送时的规则
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数据帧和遥控帧ID一样时，数据帧RTR位为显性电平0，所以数据帧的优先级高于遥控帧
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数据帧的标准格式和扩展格式的高11位一样时，扩展帧的SRR为隐性电平1，所以标准格式的优先级高于扩展格式
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标准遥控帧和扩展数据帧高11位一样时，标准遥控帧的IDE位为显性电平0，所以标准遥控帧的优先级高于扩展数据帧
先到先得
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已有设备在操作总线发送数据帧/遥控帧，则其它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）
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只有在总线空闲时（连续检测到11个隐性电平），设备才能发送数据帧/遥控帧
非破坏性仲裁
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CAN总线根据ID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。
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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；只有总线上所有设备都发送隐性电平1时，总线才会呈现隐性电平1状态
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回读机制：每个设备发出一个数据位后，都会读回总线当前的电平状态，以确定自己的电平被发送。
错误处理
错误类型
错误类型 | 错误的内容 | 错误的检测帧（段） | 检测单元 |
位错误 | 比较输出电平和回读信号，当两电平不一样时产生此错误 |
| 发送单元 接收单元 |
填充错误 | 连续检测到6位相同电平时产生此错误 |
| 发送单元 接收单元 |
CRC错误 | 计算的CRC结果和接收到的CRC不一样时产生此错误 |
| 接收单元 |
格式错误 | 再固定电平字段检测到相反电平时产生此错误 |
| 接收单元 |
ACK错误 | 发送单元再ACK槽中检测出隐性电平，即没有接收发应答时产生此错误 |
| 发送单元 |
错误状态
通过状态机切换设备错误状态
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设备初始状态为主动错误状态
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主动错误状态检测到错误时，发送主动错误状态帧，会破坏数据传输
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当TEC或REC>127时，设备进入被动错误状态，此时检测到错误，发送被动错误，不会破坏数据传输，
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当TEC>255时，设备进入总线关闭状态
