CANOpen系列教程03_CAN收發器功能、原理及作用
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一、寫在前面
前面文章是從大方向介紹了CAN網路，讓大家對CAN網路有一定的認識。本文將範圍縮小，講述整個CAN網路其中的一個CAN收發器。如下圖示記出來的部分：
本文結合眾多初學者容易產生的疑問來講述CAN收發器相關的知識點，大概有如下幾點：
·什麼是CAN收發器？
·CAN匯流排差分訊號
·CAN收發器晶片和485晶片差異
二、什麼是CAN收發器？
CAN收發器在整個CAN網路中所處的位置如上圖所示。CAN收發器就是一塊類似232或485的轉換晶片，它的主要功能是將CAN控制器的TTL訊號轉換成CAN匯流排的差分訊號。
2.1 什麼CAN控制器TTL訊號？
現在的CAN控制器一般都與MCU整合在一起，其傳送和接收TTL訊號就是MCU引腳（高或低）訊號。
以前還有獨立的CAN控制器，一個CAN網路節點會包含三塊晶片：MCU晶片、CAN控制器、CAN收發器。現在是將前兩者整合在一起了（看文章開篇圖片）。
三、CAN匯流排差分訊號
CAN匯流排訊號從CAN收發器出來，為**「兩線」「差分」訊號**，用隱形代表邏輯1，顯性代表邏輯0。
1.CAN收發器兩線
晶片引腳CAN_H、CAN_L
2.CAN_H和CAN_L電壓
電壓的大小根據晶片型號而定，一般常見的CAN收發晶片有3.3V和5V兩種晶片。
如上圖，為5V CAN收發晶片，在邏輯0和邏輯1時電壓情況：
邏輯0時：顯性，CAN_H=3.5V，CAN_L=1.5V；
邏輯1時：隱性，CAN_H=2.5V，CAN_L=2.5V；
當然，3.3V電壓晶片的匯流排電壓原理類似。而實際應用中，匯流排電壓並非絕對的像上面說的3.5V、2.5V、1.5V這種電壓，會受到導線電阻、外界干擾等影響。
3.隱性和顯性
學過生物都知道，基因有隱性和顯性，隱性的基因實際存在，但不會表現出來。有顯性的基因就會變現出來。
這裡CAN匯流排隱性訊號和顯性訊號道理一樣，當匯流排兩者訊號都有時，匯流排表現出來的就是顯性訊號
提示：我們這裡說的顯性和隱性訊號，指的是匯流排傳輸的bit位訊號。
所以，CAN匯流排平時空閒表現為隱性狀態。如果想要傳送的訊號為隱性位，那麼匯流排才會呈現出來隱性。否則，只要其它有一個節點發送顯性訊號，你這個節點發送出來的隱性訊號就無效。
4.CAN收發器R引腳
CAN收發器R引腳就是與CAN控制器接收相連的引腳。如下圖：
R引腳的訊號是表示匯流排當前的訊號，用於控制器實時監測匯流排訊號。主要兩個目的：
A.監測其它節點發送出來的訊號：別人給它傳送資料；
B.監測自身節點發送出去的訊號：自己傳送是否失敗。就像上面說的，自己傳送一個隱形訊號，結果監測出來是顯性訊號，那就說明是別人在傳送資料。
四、CAN收發器晶片和485晶片差異
CAN通訊和485通訊一樣，屬於半雙工。但是，為什麼CAN匯流排相比485通訊不管在速度和穩定性上都具有明顯優勢呢？
4.1 匯流排利用率
CAN收發器工作原理與485具有較大差異。從上面的差分訊號可以看得出來，兩種晶片同時存在，只有顯性訊號有效，而不會影響匯流排傳輸。簡單來說就是CAN匯流排具有自動仲裁功能，這樣就提高了匯流排的利用率。
RS485匯流排是一種常規的通訊匯流排，它不能夠做匯流排的自動仲裁，也就是不能夠同時傳送資料以避免匯流排競爭，所以整個系統的通訊效率必然較低，資料冗餘量較大，對於速度要求高的應用場所不適應用RS485匯流排。
提示：
CAN匯流排沒有被髮送出去的隱性訊號，會由CAN控制器後續傳送出去。這裡牽涉到CAN匯流排優先順序的問題，後續進一步講述。
當然，CAN相比485具有明顯優勢，主要原因還是在於CAN控制器。
4.2 可以不使用CAN收發器嗎？
UART可以直接通過TX連線對方的RX引腳，利用TTL訊號進行通訊，那麼CAN也可以嗎？
答案：單向傳輸可以，雙向傳輸就不行。
原因很簡單，上面說了，CAN控制器會實時監測傳送出去的訊號是否正確。也就是說TX要與RX訊號一致才行，否則CAN控制器認為你傳送失敗。
五、說明
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