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控制器局域网(CAN)协议是一种功能丰富的总线标准，专为汽车、工业和嵌入式系统中的可靠数据交换而设计。其运行的核心是两条物理线路，即CAN-H（CANHigh）和CAN-L（CANLow），它们构成差分信号对。这些线路可在连接的设备之间实现高速、抗错误通信。
CAN–H和CAN–L的作用
CAN-H和CAN-L协同工作，以差分电压信号传输数据，确保不受噪声影响并保持数据完整性：CAN–H：此线在显性位（逻辑0）期间承载线对中的较高电压，通常会上升到3.5V。CAN–L：在相同的主导状态下，该线电压降至较低，约为1.5V。在隐性状态（逻辑1）下，两条线路均稳定在约2.5V。这种差分设置可确保即使在电气噪声环境中，总线上的所有节点仍可解读传输的信号。
电气性能
CAN总线依靠双绞线电缆结构来传输CAN-H和CAN-L，以减少电磁干扰(EMI)。在总线的每一端，使用120欧姆终端电阻来匹配阻抗并防止信号反射。这些电阻对于保持信号质量至关重要，尤其是在节点数量或电缆长度增加的情况下。
通信与数据完整
差分信号：通过测量CAN–H和CAN–L之间的电压差（而不是参考接地），系统可确保通信稳定。这种方法可最大限度地减少共模噪声的影响，否则共模噪声可能会干扰单端系统。
仲裁和优先级：通过CAN总线发送的消息使用数据帧中的标识符进行优先级排序。总线仲裁过程使用显性和隐性状态来解决冲突而不会发生碰撞。
应用
CAN–H和CAN–L在各种系统中不可或缺：
汽车网络：用于发动机控制、制动系统和车载诊断。
工业自动化：促进制造系统中传感器、执行器和控制器之间的通信。
医疗设备：确保生命关键设备的精确控制和数据交换。
故障排除和维护
CAN总线系统中的问题通常源于接线问题或错误终止：
检查CAN–H和CAN–L上的电压水平是否正确。
检查120欧姆电阻是否存在以及位置是否正确。
确保双绞线电缆完好无损并且没有过多的电气干扰。
了解CAN-H和CAN-L的作用和行为对于设计、维护和排除CAN通信系统故障至关重要。它们的差分信号设计和抗故障特性使其成为严苛环境下的可靠选择。
