CAN控制器局域網(wǎng)（Controller Area NetWork）,是由德國Bosch公司制定，是工業(yè)以及汽車領(lǐng)域廣泛使用的總線之一。當前許多嵌入式MCU的外設(shè)基本都具備有CAN外設(shè)。

一般在設(shè)計中如果需要用到CAN，并不是MCU具備CAN外設(shè)即可，還需要配備CAN收發(fā)芯片。因為MCU的TX/RX輸出的CAN信號是TTL電平信號，要發(fā)送到總線上的話，需要將其轉(zhuǎn)化為差分信號，所以外接的收發(fā)芯片的作用則是TTL信號和差分信號的相互轉(zhuǎn)換。

下圖是遵循ISO11898標準的高速/短距離的“閉環(huán)總線網(wǎng)絡(luò)”。首位兩端各有一個120歐姆的匹配電阻（120歐姆的匹配電阻只是一個經(jīng)典值，并非固定），總線阻抗測量應(yīng)為60歐姆，該總線也是工業(yè)場景中常用的總線結(jié)構(gòu)。

下圖為遵循ISO11519-2標準的低速，遠距離“開環(huán)網(wǎng)絡(luò)”。

總線上的匹配電阻的作用，主要有兩個：一.提高抗干擾能力，確保信號快速進入隱形狀態(tài)，更快地執(zhí)行放電動作 二.提高信號質(zhì)量，吸收信號傳輸?shù)娇偩€兩端后的反射波。

如下圖所示，能明顯看到匹配電阻對信號的質(zhì)量的實際改善。

上述，CAN有兩個不同的通訊標準，不同的測試標準對于實際差分信號和邏輯電平的要求是不同的，如下圖所示，因為CANH/CANL輸出的是差分信號，當差分信號的電壓差小于下表中的標準值，則認為是隱形電平，代表邏輯電平為1；同理，差分信號壓差的電壓差大于下表中標準值，則認為是顯性電平，代表邏輯電平為0；

所以在實際使用過程中，可通過實際測量MCU出的TX/RX（邏輯電平）和收發(fā)芯片出的CAN H/CANL（差分信號），來簡易地判斷板級CAN電路是否工作正常。

CAN的幀類型有數(shù)據(jù)幀/遙控幀/錯誤幀/過載幀四種主要幀類型，其中應(yīng)用最廣泛和最復雜的就是數(shù)據(jù)幀，其中大家比較熟悉的就是數(shù)據(jù)幀里的標準幀和拓展幀（幀構(gòu)成區(qū)別如下圖所示），對于開發(fā)者來說，標準幀和拓展幀最直觀的區(qū)別就是標準幀的幀ID范圍：0～0x7ff,拓展幀的幀ID范圍：0～0x1fffffff，數(shù)據(jù)域的使用是一致的。

標準幀

拓展幀

接下來介紹的也是CAN的配置中最重要的一個內(nèi)容，就是波特率的配置。CAN的波特率也就是CAN報文的傳輸數(shù)量，單位是bps(Bits Per Second)每秒能傳輸?shù)腷it數(shù)目，目前常見的CAN 2.0理論最大支持到1M bps。接下來基于ST庫函數(shù)代碼，來查看CAN的波特率配置過程有哪些變量是需要關(guān)注的，且它們的含義是什么。

如上述所言，CAN的波特率即是每秒可傳輸?shù)腷it個數(shù)，那么可知

BaudRate = 1/BitTime

因此如下圖所示，當分別配置CAN的波特率為125kbps、250kbps以及1Mbps時，可測得單個bit位的傳輸時長分別是8us、4us以及1us，因此這也是可用用作測試波特率是否配置正確的一種方法

如下所示，在實際開發(fā)過程中，以ST為例CAN的配置結(jié)構(gòu)體如下所示，其中與波特率相關(guān)的變量為CAN_Prescaler/CAN_BS1/CAN_BS2,配置好這幾個數(shù)值則可以完成目標波特率的配置。

那上述的這些變量具體可見下圖，每個CAN報文的bit都可以拆成如下段，CAN報文也是通過如下段來決定如何對齊CAN時序、如何實現(xiàn)該bit位電平的采樣。

如圖所示一個bit位進一步拆分成SS段、PTS段、PBS1段(CAN_BS1)、PBS2段(CAN_BS2)，每個段的單位為1Tq

Tq = CAN_Prescaler/CAN所在總線頻率 = CAN_Prescaler/Fclk。

綜上可計算公式：

BitTime = （1+BS1+BS2)*Tq = (CAN_Prescaler)(1+BS1+BS2)/Fclk

BaudRate = 1/BitTime = Fclk/ (CAN_Prescaler)(1+BS1+BS2)

舉個例子，若當前CAN所在總線的頻率為45Mhz(即Fclk = 45M),此時若想要配置得到1Mbps的波特率，那么就需要湊出(CAN_Prescaler)(1+BS1+BS2) = 45，如下可知通過選取BS1 = 5、BS2 = 3、CAN_Prescaler = 5的形式來得到5*（1+5+3） = 45，來求的波特率是1Mbps。

由此可知計算波特率的數(shù)值取值不是固定的，因為BS1= 6，BS2 = 2也是可得到同樣的波特率，但是這個時候需要引入一個采樣點的概念，即CAN的處理電路什么時候開始判斷當前這個CAN bit是屬于高電平還是低電平，這邊不做更多延伸，采樣點的計算公式如下

Sample = (1+BS1)/(1+BS1 + BS2)，所以例子中的采樣率為（1+5）/(1+5+3) = 0.67，則采樣率為67%，一般情況下采樣率最好是配置在75%~85%之間。

不同的芯片廠商的庫函數(shù)其含義有些許不同，有的廠商是需要寄存器需要配置的TSEG1、TSEG2，其實就是BS1和BS2，但是例如如果你要配置BS1 = 5，實際賦值需要為TSEG1 = 4。區(qū)別就在于需要做加一或者減一的區(qū)別，下圖即是公式，由于自己沒有深究過這一塊的區(qū)別，有研究的朋友歡迎評論交流。