CAN总线自诞生之日起就在汽车领域得到了广泛使用，如今更是占据了车内通讯网络的绝对地位。那么到底是什么原因使得各汽车厂家纷纷采用CAN总线呢？我想除了CAN总线的结构简单、成本低廉外，CAN总线通信的可靠性是很重要的因素。CAN协议只规定了物理层和数据链路层，本文来分析一下物理层提供了哪些抗干扰机制。

1．信号状态

CAN总线的信号状态分为两种：隐性位与显性位。当总线上出现隐性位与显性位同时发送的情况时，总线上的最终结果是显性位。这种线与特性对CAN总线的可靠性与其他特性有很大帮助。CAN总线的线与特性为它的数据链路层创造了条件，即CAN总线上容许多主发送、竞争占线。这极大简化了消息的调度，使总线上的节点均有机会发送。CAN总线信号电平如下图所示。

2. 信号电平

信号电平的高低有两个影响：一是总线空闲时有干扰被误认为是报文的启动信号；二是传送报文时因干扰而产生误码。

当接收到报文时，首先要通过CAN收发器将电信号转换成逻辑信号，根据下图所示的ISO11898高速CAN电平标准进行判断，但是线路上经常会受到各种干扰，为了保证传输的稳定性，规定差分电平小于0.5V就是隐性电平代表逻辑1，差分电平大于0.9V就是显性电平代表逻辑0。

从下图看出，总线隐性位电压差的最大值为0.05V，因此引起误码的最小干扰电压为0.45V；显性位电压差的最小值为1.5V，因此引起误码的最小干扰电压为0.6V。可以看出，CAN总线能够容忍较大幅度的干扰电压，大大提高了抗干扰能力。

3．采样点设置

CAN总线的位值一般在80％～90％位处采样，如图3所示，因此它能容忍的干扰不但幅度大，而且时间长。正常传输时，高速CAN的位采样为1次，低速时可以有3次，这意味着可以抵御1次干扰引起的错误。高速时实现3次采样的可能性在于厂家产品的设计，与CAN标准无关，如果以1Mbps计算，每位分为25个Tq，那么在3次采样的情况下，可以容忍的干扰持续时间为40ns，这可以过滤掉绝大多数的干扰信号。

从以上的分析能够看出，CAN协议从物理层的信号状态、信号电平和位采样点的设置等方面进行了巧妙的设计和规定，使得CAN总线具有很强的抗干扰能力，大大提高了网络的通信稳定性，为汽车电气系统稳定可靠工作提供了有力的保证。