CAN的协议层
CAN属于异步通讯，没有时钟信号线，连接在同一个总线网络中的各个节点会像串口异步通讯那样，节点间使用约定好的波特率进行通信，特别的，CAN还会使用“位同步”的方式来抗干扰，吸收误差，实现对总线电平信号进行正确的采样，确保通讯正常。
这个“位同步”很重要，后面会讲
位时序分解
为了实现位同步，CAN协议把每一个数据位的时序分解成如图CAN位时序分解图所示的
SS段，PTS段，PBS1段，PBS2段，这四段的长度加起来即为一个CAN数据位的长度，分解后最小的时间单位是Tq，而一个完整的位是由8~25个Tq组成的。
我们这个高低电平就直接当成逻辑0和1吧，
我们这个图中的CAN通讯信号每一个数据位的长度为19Tq，其中SS段是1Tq，PTS段是6Tq，PBS1段是5Tq，PBS2段是7Tq。
信号的采样点位于PBS1段和PBS2段之间，通过控制各段的长度，可以对采样点的位置进行偏移。以便于更准确的采样。
各段的作用如介绍下：
（1）SS段（SYNC SEG）
SS段译为同步段，若通讯节点检测到总线上信号的跳变沿被包含在SS段的范围之内，则表示我们节点和总线的时序是同步的，当节点与总线同步时，我们采样点采集到的总线电平即可被确定为该位的电平。SS段的大小固定为1Tq。
（2）PTS段（PROP SEG）
PTS译为传播时间段，这个时间段是用于补偿网络的物理延时时间。是总线上输入比较器延时和输出驱动器延时总和的两倍。PTS段的大小可以为1~8Tq。
（3）PBS1段（PHASE SEG1）
PBS1译为相位缓冲段，主要用来补偿边沿阶段的误差，它的时间长度在重新同步的时候可以加长
PBS1的初始大小可以为1~8Tq。
（4）PBS2段（PHASE SEG2）
PBS2这是另一个相位缓冲段，也是用来补偿边沿阶段误差的，它的时间长度在重新同步的时候可以缩短。PBS2段的初始大小可以为2~8Tq。
通讯的波特率
总线上的各个通讯节点只要约定好1个Tq的时间长度以及每一个数据位占据多少个Tq，就可以确定CAN通讯的波特率。
例如我们上面1Tq = 1us，而每个数据位由19个Tq组成，则传输一位数据需要时间T = 19us，
我们每秒可以传输的数据位个数就是：
1*10^6 us /19 =52631.6（bps）
这就是它的波特率。
同步过程分析
波特率只是约定了每个数据位的长度，数据同步还涉及到相位的细节，这个时候就需要用到数据位内的SS，PTS,PBS1及PBS2段了。
根据对段的应用方式差异，CAN的数据同步分为硬同步和重新同步。其中硬同步只是当存在“帧起始信号”时起作用，无法确保后续一连串的位时序都是同步的，而重新同步方式可解决该问题，这两种方式具体介绍如下：
（1）硬同步
若某个CAN节点通过总线发送数据时，它会发送一个表示通讯起始的信号（帧起始信号），该信号是一个由高到低的下降沿。而挂载在CAN总线上的通讯节点在不发送数据时，会时刻检测总线上的信号。
看上面这个硬同步过程图，我们可以看到当总线上出现帧起始信号的时候，我们某节点检测到总线的帧起始信号不在节点内部时序的SS段，所以我们判断到它自己的内部时序与总线不同步，因此我们这个采样到的数据是不正确的。所以节点以硬同步的方式调整，把自己的位时序中的SS段平移至总线出现下降沿的部分，获得同步，同步后采样点就可以采集地正确数据了。
（2）重新同步
前面的硬同步只是当存在帧起始信号时才起作用，如果在一帧很长的数据内，节点信号和总线信号相位有偏移时，这种同步方式就无能为力了。
因而需要引入重新同步方式，它利用普通数据位的高至低电平的跳变沿来同步（帧起始信号是特殊的跳变沿），它和硬同步相似的地方都是使用SS段来检测，同步的目的都是使节点内的SS段把跳变沿包含出来。
重新同步的方式分为超前和滞后两种情况，以总线跳变沿与SS段的相对位置进行区分。第一种相位超前的情况就如下图所示，节点从总线的边沿跳变中，检测到它内部的时序比总线的时序相对超前2Tq，这时候我们控制器在下一个位时序中的PBS1段增加2Tq的时间长度
第二种相位滞后的情况如图相位滞后时的重新同步，节点从总线的边沿跳变中，检测到它的时序比总线的时序相对滞后2Tq，这时候我们的控制器在前一个时序中的PBS2段减少2Tq的时间长度。获得同步。
在重新同步的时候，PBS1和PBS2中增加或减少的这段时间长度被定义为“重新同步补偿宽度SJW”。一般CAN控制器会限定SJW的最大值，如限定了最大SJW=3Tq时，单次的调整不能增加或者减少3Tq的时间长度。要是有需要，我们控制器可以通过多次小幅度调整来实现同步。当控制器设置的SJW极限值较大时，可以吸收的误差加大，但通讯的速度会下降。
CAN的报文种类及结构
（1）报文的种类
有五种，如下所示：数据帧 遥控帧 错误帧 过载帧 帧间隔
数据帧的结构
数据帧是在CAN通讯中最主要，最复杂的报文
数据帧是以一个显性位（逻辑0）开始，以七个连续的隐形位（逻辑1）结束
它们之间有仲裁段 控制段 数据段 CRC段 ACK段
1.帧起始
SOF段，译为帧起始，帧起始信号只有一个数据位，是一个显性电平，它用于通知各个节点将有数据传输，其他节点通过帧起始信号的电平跳变沿来进行硬同步。
2.仲裁段
当同时有两个报文被发送时，总线会根据仲裁段的内容决定哪个数据包被传输。
仲裁段的内容主要为本数据帧的ID信息（标识符），数据帧有标准数据帧和扩展数据帧两种，区别就在于ID信号的长度，标准格式是11位，扩展的有29位，它在标准的基础上多出来18位。
报文的优先级，是通过ID的仲裁来决定的，总线上出现显性电平和隐性电平，总线的状态会被置位显性电平，当我们发送报文的时候，首先出现了隐性电平，就失去了总线的占有权，进入了接收状态，如上图所示。
我们看数据帧结构中除了报文ID还有RTR，IDE和SRR位。
（1）RTR位，它用来区分数据帧还是遥控帧。显性电平就是数据帧，隐性电平是遥控帧。
（2）IDE位，它是用来区分数据标准帧和数据扩展帧的，显性就是标准，隐性就是扩展帧。
（3）SRR位，只存在扩展帧，它用来替代了RTR位，它是隐性电平的，标准帧的RTR是显性，所以我们的标准帧比扩展帧优先级更高。
3.控制段
图错了 ，标准帧的IDE应该是r1，我们的r1和r0为保留位，默认设置为显性位。他最主要的是DLC段，由4个数据位组成，用于表示本报文中的数据段含有多少个字节，DLC段表示的数字为0~8.
4.数据段
它是节点要发送的数据，由0~8个字节组成，MSB先行。
5.CRC段
为了保证数据的正常传输，CAN报文中包括了一段15位的CRC校验码，如果我们接收节点算出的CRC校验码和接收到的CRC码不同，那么就会向发送节点反馈出错信息，利用错误帧请求它重新发送。
CRC的部分一般由CAN控制器硬件完成，出错的时候，我们软件控制最大重发数。
在CRC校验码后面有一个CRC界定符它是隐性位，是为了和后面的ACK分隔开。
6.ACK段
ACK段包括一个ACK槽位，和ACK界定符。在ACK槽位中，发送节点发送的是隐性位，而接收节点则在这一位中发送显性位已示应答。在ACK嘈和帧结束之间由ACK界定符间隔开。
7.帧结束
EOF段，由发送节点发送的7个隐性位表示结束
关于其他CAN报文结构就如下图
