元戎启行嵌入式面试题及参考答案

介绍下 CAN 通信原理

控制器局域网（CAN）是一种串行通信协议，主要用于汽车、工业自动化等领域的电子控制单元（ECU）之间的通信。

其通信原理是基于多主站架构。在总线上，多个节点（设备）都可以主动发起通信。CAN 协议使用差分信号来传输数据，通过两条信号线 CAN_H 和 CAN_L 进行。当 CAN_H 的电平比 CAN_L 高时，表示逻辑 “0”，反之表示逻辑 “1”。这种差分信号的方式增强了抗干扰能力。

在数据传输方面，CAN 数据帧是传输的基本单位。一个完整的数据帧包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场和帧结束。仲裁场用于决定总线的使用权，当多个节点同时发送数据时，通过对标识符（ID）的比较来确定优先级，ID 越小优先级越高，这样就避免了数据冲突。控制场包含了数据长度等信息，数据场则是实际要传输的内容，CRC 场用于数据校验，接收节点通过校验来确定数据是否正确。应答场则是接收节点对发送节点的回应，表示是否正确接收数据。

在网络拓扑上，CAN 可以采用总线型拓扑结构，方便布线和扩展。而且它具有较高的可靠性和实时性，能在复杂的电磁环境下保证数据的准确传输，通信速率最高可达 1Mbps。