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CAN总线（Controller Area Network）是一种多主站的串行通信协议，主要用于汽车和工业自动化领域。它由德国Bosch公司在1983年开发，以满足汽车电子系统中对高可靠性和实时性的需求。
CAN总线的基本工作原理基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，载波侦听多路访问/碰撞检测）机制，但与传统以太网的CSMA/CD不同，CAN总线采用了非破坏性总线仲裁技术来解决数据传输中的冲突问题。当两个节点同时开始发送数据时，优先级较低的消息会主动停止发送，让优先级较高的消息通过，从而避免了数据冲突。
CAN总线的数据传输是通过两条线进行的：CAN_H（CAN High）和CAN_L（CAN Low），它们构成差分信号对，可以有效地抵抗电磁干扰。CAN总线使用电压电平来表示二进制数据，通常规定CAN_H高于CAN_L表示二进制“0”（逻辑“1”），反之表示二进制“1”。
CAN总线的数据帧结构包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC校验、帧结束等部分。帧起始是帧的开始标志，仲裁场用于确定发送数据的优先级，控制场包含数据长度等信息，数据场是实际传输的数据，CRC校验用于错误检测，帧结束标志传输结束。
CAN总线还具有错误处理机制，包括错误检测、错误通知、错误计数等，以确保数据传输的可靠性。当检测到错误时，总线上的节点会发送错误帧，其他节点接收到错误帧后会停止当前的传输，等待错误恢复后再重新发送。
CAN总线支持多种网络拓扑结构，包括线形、星形和环形等。在实际应用中，CAN总线网络通常采用闭环或开环的物理结构，其中闭环结构在总线两端各连接一个120欧姆的电阻，形成回路，以增强信号完整性。
总的来说，CAN总线以其高可靠性、实时性、灵活性和抗干扰能力，在汽车电子、工业控制、航空航天等领域得到了广泛应用。随着技术的发展，CAN总线也在不断地进行改进和扩展，以满足更广泛的应用需求。
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