CAN协议中的差分信号原理主要基于两根信号线(CAN_High和CAN_Low)之间电压差值来表示逻辑状态。这两根信号线的振幅相等,相位相反。当需要表示逻辑“0”(显性电平)时,CAN_High线的电压会高于CAN_Low线的电压,形成一个正电压差;而当需要表示逻辑“1”(隐性电平)时,两根线的电压基本相等或相差很小,形成一个接近0V的电压差。

具体来说,在ISO 11898标准中,显性电平对应逻辑0,CAN_H和CAN_L之差为2.0V左右(实际可能因具体实现而异,但一般要求在1.5V到3.0V之间)。而隐性电平对应逻辑1,CAN_H和CAN_L之差为0V(实际可能因具体实现和环境噪声而略有偏差,但一般要求差值在-0.5V到0.5V之间视为隐性电平)。

差分信号的优点在于其抗干扰能力强。当外界有强电场或电磁干扰时,由于两根信号线受到的影响基本相同,因此它们之间的电压差(即差分信号)受到的影响较小。这样,即使在恶劣环境下,CAN总线也能保持较高的通信可靠性。

此外,差分信号还具有精确的时序定位能力。由于差分信号是基于两根信号线的电压差来传输数据的,因此它对时序的要求非常严格。这也使得CAN总线在高速、远距离传输数据时能够保持较高的性能和稳定性。

需要注意的是,由于CAN总线协议的物理层只有一对差分线,因此在一个时刻只能表示一个信号。这也意味着CAN通讯是半双工的,即同一时间只能有一个节点发送数据,其他节点必须处于接收状态。这种通信方式虽然牺牲了一定的通信效率,但却换来了更高的可靠性和稳定性。

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