近期导师接了个汽车电子相关的项目，虽然博主对汽车并不太感兴趣，但牛马还是要当的嘛……于是乎便花了一些时间研究了一下CAN bus协议，跑了点半实物仿真，在实车调试前先码点字唠嗑唠嗑。

协议栈？

熟悉TCP/IP的小伙伴都门清，网络协议栈一般分为5层，依次是应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

而标准的CAN bus协议只定义了物理层和数据链路层，并没有严格的高层协议定义。

不过根据不同的领域倒是各有主流的的高层协议定义，比如ISO-TP这样的传输层协议，以后有机会的话也可以聊一聊高层协议相关的内容。本文（其之一）只谈谈物理层。下一章（其之二）会展开讲讲数据链路层。

物理层

电平标准

高速CAN bus采用一对差分信号线，分别为CAN_L和CAN_H，人如其名，CAN_L的逻辑0为1.5V；CAN_H的逻辑0为3.5V,二者的逻辑1都是2V。

CAN协议规定通过计算两者的电平差值来判断逻辑0/1。而这就引出更为形象的两个称呼了：

• 隐性电平是CAN_H - CAN_L == 0V的情况，为逻辑1

• 显性电平是CAN_H - CAN_L == 2V的情况，为逻辑0

为了消除电磁干扰，CAN_H和CAN_L两根线使用双绞线连接。双绞线让干扰噪声耦合在了两根线上，在计算差值的时候便几乎完全被抵消了。

系统电路框图

高速CAN bus采用闭环网络的结构，CAN_H和CAN_L的两端由两个120Ω的电阻连接到了一起。

除了减小回波反射，平稳波形之外，这两个终端电阻还有一个非常精妙的作用：在没有信号的时候，将两端的电压拉成相同。

这意味着隐性电平就相当于是什么操作都不需要做的状态，只需要在信号为0的时候拉一下总线就可以了。

使用draw.io绘制

驱动电路

一般高速CAN bus使用的驱动芯片多为TJA1050，其内部集成了120Ω的终端电阻，因此在使用的时候不需要再额外加电阻了。

TJA1050通过MOSFET上拉或下拉，把MCU输出的TTL电平转化为CAN bus的电平标准。

实物波形

在实际做项目的时候，因为被要求用指定的芯片STC32G128K，我直接使用该芯片内置的CAN控制器发送和接收了一些报文，下面是拍摄的波形：

CAN_H：

CAN_L:

结尾

我并不喜欢把一篇文章写的很长，而是更喜欢分为多个文章，分块把每个部分分成独立的小文章，因此数据链路层的杂谈会放在下一篇中。