1. CAN简介
CAN(controller area network)控制器局域网是用于解决汽车众多控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线。
其特点有：
- 总线上节点不分主从
- 采用载波监听多路访问(CSMA)、逐位仲裁的非破坏性总线仲裁技术。
- 直接通信距离最远10km，速率5Kb/s
- 通信速率最高可达1Mb/s，距离40m
- 末端要有120欧终端电阻
CAN通讯协议标准（ISO-11898：2003）介绍了设备间信息是如何传递以及符合开放系统互联参考模型（OSI）的哪些分层项。实际CAN通讯是在连接设备的物理介质中进行，物理介质的特性由模型中的物理层定义。ISO11898体系结构定义七层，OSI模型中的最低两层作为数据链路层和物理层，如下图所示：
- LLC用于接收滤波、超载通告、回复管理；
- MAC用于数据封装/拆封、帧编码、媒体访问管理、错误检测与标定、应答、串转发/并转串；
- PLS用于位编码/解码、位定时、同步；
- PMA为收发器特性。
CAN协议主要用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束，该协议的健壮性使其同样适用于自动化和工业环境中。
由于目前在汽车上使用的高速网络系统采用的都是基于CAN总线的标准，特别是广泛使用的ISO 11898国际标准。CAN总线通常采用屏蔽或非屏蔽的双绞线，总线接口能在极其恶劣的环境下工作。根据ISO 11898的标准建议，即使双绞线中有一根断路，或有一根接出其至两根线短接，总线都必须能继续工作。
2.闭环总线网络
CAN通讯是异步通讯，也就是没有时钟信号线来保持信号接收同步，也就是所说的半双工，无法同时发送与接收，在同一时刻，只能有一个节点发送数据，其余节点都只能接收数据。它有CAN_HIGH与CAN_LOW两条信号线组成。这两条线的组合方式也就造成了一下两种情况
这种形式的特点就是 高速 短距离 闭环 最高速度可达1Mbps,最长距离40m.
这种形式的特点就是 传输距离远，开环 最高速度125Kbps，最远距离1km.
3.通信节点
在I2C协议中存在主机与从机，可以挂载多个从机，但是在CAN协议中，我们可以挂载多个 节点 ，通过总线来实现节点通讯，与其他协议不同的是，不对节点的地址进行编码，而是对节点的数据内容进行编码。理论上节点个数不受限制。
节点是由一个 CAN控制器 和一个 CAN收发器 组成
CAN控制器用于将欲收发的消息（报文），转换为符合CAN规范的CAN帧，通过CAN收发器，在CAN-bus上交换信息。
CAN收发器是CAN控制器和物理总线之间的接口，将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，在两条有差分电压的总线电缆上传输数据。
如果是发送数据：控制器发送一个信号（0或1），收发器将这个信号变成差分信号传送到总线中。
若果是接收数据：收发器将差分信号转化为0或1的二进制编码；
差分信号
差分差分，你品，是不是差，差分信号其实使用CAN_HIGH减去CAN_LOW的到的，在逻辑信号中，5V代表1, 0V代表0，而在差分信号中
0V---------逻辑1------隐形电平 2.0V-------逻辑0-----显性电平
协议层
CAN协议的波特率与位同步
由于CAN通信协议并没有时钟信号线，所以各个节点之间要约定好特定的波特率进行通讯，特别的时候我们还需要使用位同步！
下面介绍一下位时序，所谓位时序，就是一个数据位的时序。我们可以把一个数据位分为四段
SS段： 又叫做同步段，它的作用就是判断节点与总线的时序是否一致，如何判断我们稍后再讲。先留一个疑点。它的长度为1tq，tq就相当于一个时间单位，我们可以规定它的大小，一般tq=1us.
PTS段： 传播时间段，用于补偿网络的延时时间
PBS1,PBS2： 都是用来补偿阶段的误差。
总之这几个段都是用来校验来确保数据传输准确的。
波特率=1000000/19=52631.6bps
两种位同步方式
首先我们需要知道的是，当数据开始传输的时候会有一个帧起始信号，这个帧起始信号会产生一个下降沿（由高变低），正常情况下这个下降沿是在SS段的，如果不在就需要进行同步了
硬同步：
前面已经说过，下降沿要落在SS段，如图，出现这种情况，我们可以将SS段向左平移，让下降沿在SS段内。这种情况有一种限制，就是必须要存在帧起始信号。
重新同步:
这里就只介绍一种情况了，从前往后看，发现第一个下降沿在SS段之后，说明内部时序比总线时序要快2个Tq，所以我们可以在PBS1段增加两个时序，下个位时序就可以保持同步了。
同时这里定义了这个补偿时间叫做SJW，它的含义就是最大补偿值。一般保持在不大不小的状态，小了容易造成误差，大了影响传输速率。
CAN报文
所谓的帧就是CAN报文了，接下来给大家介绍一下这几种帧（CAN报文）
帧种类
数据帧
标准数据帧
（1）帧起始：表示数据传输开始的意思，告诉一声数据要来了，他只有一个数据位，并且是显性电平
（2）仲裁段： 这段很重要，CAN通讯协议中不对节点地址分配优先级，而是对信息的重要程度分配优先级。仲裁段的主要内容就是ID信息。这个ID决定信息的优先级。对于重要的信息，我们可以给他一个高的优先级
当同时出现显性电平（0）和隐形电平（1）时，显性电平的优先级高，如图，此时的话，节点1报文就会失去对总线的占有权。
RTR段： 此段用于区分数据帧与远程帧，显性电平表示数据帧，隐形表示远程帧。
（3）控制段： r0,r1为保留位，默认显性，DLC段为数据长度。
（4）数据段： 存储着原始的数据，数据段中最重要的内容。IDE用于区分标准帧与扩展帧 显性为标准帧
（5）CRC段： 表示一个15位的校验码，算出来的校验码和接收到的校验码相同，表示正确，如果出现错位，则会通过错误帧返回，请求重新发送。
（6）CRC界定符： 分界线
（7）ACK段： 与I2C协议相似，表示应答。
（9）帧结束： 表示传输完成。
扩展数据帧
扩展数据帧与标准数据帧差别不算很大。区别如下
仲裁段：先是有11位ID，SSR段与RTR段相同，区分数据帧和远程帧，后面又有18位ID,扩展帧仲裁段的ID共有39位。其他大致相同
