CAN总线为什么抗干扰 CAN总线的抗干扰原因？

CAN总线为什么抗干扰

CAN总线是一种用于控制和监视许多设备之间通信的串行总线。与其他串行总线相比，CAN总线具有优异的抗干扰特性，使得它成为了汽车、工业控制和其他应用领域得以广泛使用的主要原因。下面将从几个方面分析CAN总线是如何做到抗干扰的。

1、差分信号传输

CAN总线使用差分信号传输方式，在数据传输过程中会在两条相对互补的信号线上传输数据，而不是使用单一信号传输。相邻的两根信号线传送互补的信号，如一个总线上的CANH和CANL信号。CAN位通常在高电平（+5V）或低电平（0V）之间变化，而CAN总线就是通过这两条线的电压差来传输信息的。如果信号被电场或磁场干扰，既然两个线受干扰的电压变化是相同的，电压差就不会改变，所以CAN总线的差分信号传输使它具有了出色的抗干扰能力。

2、帧检测机制

CAN总线的帧在发送前需要被计算一个循环冗余校验（CRC）码，接收端会根据这个码来检测接收到的数据帧是否出错。在接受帧的过程中，还使用了错误标志位，任何一帧的校验出错都会导致错误标识被置位。当这个错误标识被置位时，当前帧后继续发送的帧也会受到同样的干扰，因此传输错误的帧就不会被继续发送。此外，CAN总线的帧也有优先级的概念，优先级高的帧有权在总线上发送，如果识别到总线上有更高优先级的帧，当前帧就会被停止发送。帧检测机制使得CAN总线有了自我修复的能力，从而增强了总线的稳定性和抗干扰能力。

3、总线访问机制

CAN总线使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance）时隙访问机制，采用分布式控制的方式进行总线访问。当总线上有数据要发送时，参与数据发送的所有节点会在总线上发送一个仲裁场，这个场中包含了帧的优先级，如果两个发送节点同时在总线上发送仲裁场，总线上的信号就会发生干扰，这时候在总线上的所有节点都会检测到干扰，并停止发送。由于最后站出现DOMINANT，则其他站会检测到错误，然后在其他站无法解决的情况下，可以立刻回退处理。这种机制可以提高总线访问效率，同时使总线更加稳定可靠。

4、屏蔽过滤器

CAN总线不仅具有帧检测机制和总线访问机制，还有屏蔽过滤器执行更高级别的干扰过滤。使用CAN控制器的屏蔽过滤器可以屏蔽某些帧，只接受特定标识符的帧，这样能够减少总线上不必要的通讯次数，同时降低了总线通讯的复杂性和干扰程度……

综上，CAN总线之所以在工业控制、汽车电子等领域得到了广泛的应用，与它的高可靠性和抗干扰性密不可分。CAN总线的差分信号传输、帧检测机制、总线访问机制和屏蔽过滤器都是保证它具有出色抗干扰性的关键因素。我们相信，在工业控制、汽车电子等领域中，CAN总线这一强大的工具将继续在传感器及执行器的应用中发挥极其重要的作用。