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CAN（Controller Area Network）是一种由德国BOSCH公司研发的Controller Area Network，后来成为国际标准ISO11519，是目前应用最广泛的现场总线之一。CAN协议被广泛用于汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制中，其主要特点是高可靠性和强大的错误检测能力。近年来，随着应用场景的扩展，CAN协议还被用在环境恶劣、电磁辐射强以及振动大的工业环境中。
与I2C、SPI等同步通讯方式不同，CAN采用异步通讯方式，仅使用CAN_High和CAN_Low两条差分信号线进行通讯。这种设计使得CAN具有抗干扰能力强、对外电磁辐射效果好的特点，同时差分信号的抗噪声能力和对外辐射抑制能力也非常出色。
CAN物理层主要分为闭环总线和开环总线两种形式。一种适合高速通讯，另一种适合远距离通讯。
###闭环总线网络
CAN闭环总线是ISO11898标准定义的高速短距离总线，其最大传输距离为40米，通信速度最高可达1Mbps。理论上，闭环总线网络也可以超过40米，比如达到50米，但通讯速率会相应降低。
闭环总线两端需要串联“120欧”的电阻，形成一个闭合电路。这种设计利于电磁能量的回收，减少总线对外辐射的干扰。
###开环总线网络
CAN开环总线遵循ISO11519-2标准，是一种低速远距离总线。其最大传输距离为1000米，通信速率最高为125kbps。与闭环总线不同，开环总线的两根信号线是独立的，不形成闭合电路。每根线上需要串联“2.2千欧”的电阻。
###新闻
不仅在汽车电子中占据重要地位，CAN协议在工业控制领域也有广泛的应用。尤其是在大型企业物流设备和工业机械车辆中，CAN协议表现得尤为突出。
CAN网络中的每个节点都包含一个CAN控制器和一个CAN收发器。控制器通过CAN_Tx和CAN_Rx信号线与收发器通信，收发器则通过CAN_High和CAN_Low信号线与总线连接。CAN_Tx和CAN_Rx使用普通的逻辑信号传输，而CAN_High和CAN_Low使用差分信号传输。
当节点需要发送数据时，控制器将二进制编码通过CAN_Tx线发送给收发器。收发器将普通的逻辑电平信号转换为差分信号，通过两根差分信号线输出到总线上。反之，收发器也可以将总线上的差分信号转换回普通的逻辑电平信号，并通过CAN_Rx线发送给控制器。
差分信号（Delta Signal）使用两个信号线的电压差来表示逻辑状态，这种方式与传统的单根信号线有明显不同。两根信号线的电压相等且相位相反，通过电压差来传输逻辑信号。
相比单根信号线，差分信号的抗干扰能力更强。当外界存在噪声干扰时，干扰会同时作用于两个信号线，其差值（即两个信号线的电压差）仍能保持稳定，从而有效抵消噪声的影响。
此外，差分信号的抗辐射能力也很出色。由于两根信号线的极性相反，耦合在一起时产生的电磁辐射会相互抵消，减少对外部环境的影响。
由于CAN协议使用差分信号传输，其优点在多个方面：
在实际应用中，CAN协议对差分信号的使用也制定了严格的标准。例如，在高速CAN协议中：
这种设计保证了CAN总线网络的高效通信，同时也为节点间的数据传输提供了可靠的物理层基础。
总体而言，CAN协议的物理层设计充分考虑了传输的稳定性和抗干扰能力，为其在复杂电磁环境中的应用提供了坚实的保障。
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