一、什么是 CAN

CAN = Controller Area Network，控制器局域网，1986 年博世推出，专为汽车多 ECU 通信设计，现在大量用于工程机械、工控、光伏、机器人。 核心特点：差分信号、多主竞争、容错强、布线简单。

硬件层物理结构

1. 两根差分线：CAN_H（高）、CAN_L（低）
   • 空闲：CAN_H≈2.5V，CAN_L≈2.5V，压差≈0V → 隐性电平 1
   • 发送数据：CAN_H≈3.5V，CAN_L≈1.5V，压差≈2V → 显性电平 0
2. 终端电阻 总线两端各 120Ω 电阻，匹配阻抗防止信号反射； 只有首尾 ECU 接，中间节点不加。
3. 拓扑：总线型，不允许星型长线分支，否则通信不稳定。

二、核心机制：多主逐位仲裁（无固定主机 / 总裁）

CAN 没有唯一主机，所有节点地位平等，任意节点可主动发报文。

• 报文 ID 越小，优先级越高；
• 多个节点同时发时，逐位比对 ID，发 1 的节点遇到总线 0 会立刻停止发送，退出竞争；
• 不会冲突丢包，高优先级报文优先传输。

三、两种标准帧格式

1. CAN 2.0A 标准帧（11 位 ID）

多用于车身、简单工控，ID 范围：0~0x7FF

2. CAN 2.0B 扩展帧（29 位 ID）

车载动力、诊断常用，ID 范围极大

CAN FD（升级）

兼容 CAN2.0，数据段从 8 字节扩到 64 字节，波特率可分段（仲裁段低速、数据段高速）

四、报文结构（最简理解）

ID + RTR (远程帧标志) + DLC (数据长度) + Data [0~8]

• 数据帧：带数据，ECU 互相传传感器 / 控制信号
• 远程帧：只发 ID，请求对应节点上传数据（现在车载很少用）

五、通信特点

1. 无地址，基于 ID 通信 不指定目标设备，广播发送；所有节点接收，硬件过滤 ID 再决定是否处理，效率极高。
2. 错误检测 + 自动重发 CRC 校验、位校验、填充校验；出错节点自动重发，持续报错会自动离线保护总线。
3. 抗干扰强 差分传输，电磁干扰同时叠加两根线，压差不变，适合车内复杂电磁环境。

六、车载典型 CAN 网段划分

1. 动力 CAN：500kbps，发动机、变速箱、BMS、ABS，高实时性
2. 车身 CAN：125kbps，车窗、车灯、中控、座椅
3. 诊断 CAN/OBD：500kbps，诊断仪读写 ECU、刷写程序
4. CAN FD：新能源电池、域控制器大数据交互