CAN总线的CANH、CANL的电平值及其逻辑属性如图1所示。
故CAN总线的发送、接收电平具体要求需要根据实际芯片确定。
CAN总线的逻辑状态定义为：隐性状态代表逻辑1，显性状态代表逻辑0。
不同的CAN节点、不同的CAN数据帧的优先级不同，CAN总线通过线与的方式来确定各自的优先级。
原理为：当多个节点连接到总线上时，只要有一个节点输出低电平（显性状态），总线就为低电平，只有所有节点均输出为高电平（隐性状态）时，总线才为高电平，如图6所示。
原因是：显性电平为强驱动，隐性电平为弱驱动，故显性电平可以覆盖隐性电平。
直线型拓扑是最常用的CAN总线拓扑结构，典型结构如图11所示，即主干两条先上分出支线到各个节点，主干线两端添加端接电阻。
图 11 典型直线型拓扑结构
“手牵手”式连接
为了减少分支处引起的反射问题，多采用“手牵手”式连接，以尽量减少分支长度。
图 12 “手牵手”式分支连接
“T”型分支式连接
若无法避免引出分支，则一般使用“T”型分支连接，如图13所示，所有分支挂载在主线上。
图 13 “T”型分支连接
需注意的是：分支长度应警两端，一般不大于0.3m。
图 14 ISO11898中对Stub长度的规定
2.2 星型拓扑
图 15 星形等长拓扑
当多个设备需组成组网时，可使用星形拓扑。与直线型拓扑不同的是，星形拓扑每个节点均需要终端电阻，且终端电阻阻值为：R=n*60欧姆
其中：
R为每个分支的终端电阻阻值
N为分支数量
注：星形中心不得加任何电阻
提高CAN总线可靠性的方法主要有：隔离、添加地线、屏蔽、双绞、端接等。
隔离的主要目的是：隔离瞬态干扰，消除较大的地电位差，减小地回流路径。
当系统中存在大功率感性负载，如电机、变压器、继电器等时，大功率负载开关瞬间会产生很高的瞬态干扰，可能超过CAN PHY的共模电压容限，烧毁CAN PHY，故通过隔离，可放置瞬态干扰对CAN总线产生损坏。
当CAN总线链路较长时，相距较远的两个节点之间可能存在很大的电位差，该电位差在发送器的输出上就变成了共模噪声，若这个共模噪声太大，就可能超过CAN PHY的共模电压容限，损坏CAN PHY，如图16所示。
图 16 两个CAN节点之间存在地电位差
节点距离较远或节点之间存在较大地电位差时，不建议按照图17所示，直接通过导线将两个节点的GND共地，因为可能会引起很大的地回路电流，耦合到数据线上产生共模噪声。
图 17 两节点之间直接通过导线共地
上述问题通过在接地通路上插入电阻可以减小回路电流，如图18，但一个大接地回路的存在就使数据链路对回路中其他地方的噪声非常敏感，故该种方式无法建立一个可靠的数据链路。
图 18 接地点添加大电阻
当将两个节点进行隔离时，如图19所示，两个节点之间直接通过地线连接，可以抑制由接地电势差、接地环路引起的各种共模干扰，保证证总线在严重干扰和其它系统级噪声存在的情况下不间断、无差错运行。
图 19 两个节点隔离
当采用隔离CAN方案时，若因各个节点本身使用的相同的电源网络而未对各个节点专门进行共地处理，则在进行通信时，可能会由于回流面积过大而耦合共模干扰。故建议按照图20所示的方式，采用三线制，即CANH、CANL、GND，保证所有节点之间具有较小的回流路径。
图 20 CAN信号共地
若不进行共地线处理，则电源线在布线时需要特别注意，可参考图21、图22中的方式，当所有节点功耗相当时，各个节点之间的电源顺序布置；当部分节点功耗较高，其他节点功耗较低时，低功耗节点可在高功耗节点导线中部取电。
图 21 顺序供电
图 22 大电流网络与小电流网络混合供电
3.3 屏蔽
当链路中存在较大干扰源时，建议使用屏蔽线，如图23所示。
图 23 屏蔽双绞线
屏蔽线的接地方法有三种：
屏蔽层单点接地——避免地回流
节点信号地阻容接自身外壳
屏蔽层分段屏蔽——可以加快高频干扰信号泄放
图 24 屏蔽层单点接地
图 25 节点信号地阻容接自身外壳地
图 26 屏蔽层分段屏蔽法
CAN总线信号为差分信号，为了提高抗干扰能力，需使用差分线。==CANH、CANL之间的绞距越小，差分线抗干扰的能力越强。==通常双绞线只有33绞/米，而在强干扰场合，双绞程度要到45-55绞/米才能达到较好的抗干扰效果。另外线缆的芯截面积要大于0.35~0.5mm²，CAN_H对CAN_L的线间电容小于75pF/m，如果采用屏蔽双绞线，CAN_H(或CAN_L)对屏蔽层的电容小于110pF/m。可以更好地降低线缆阻抗，从而降低干扰时抖动电压的幅度。
图 27 双绞线对磁干扰的衰减比
CAN总线信号在电缆上传输时，当阻抗不连续或者发生突变时就会发生反射，反射会引起信号恶化，严重时会出现误码。为减小反射，应保证传输链路的阻抗连续，但电缆终点处阻抗是突变的，故需在线缆两端添加匹配电阻，阻值一般选择120ohm（AWG22/23双绞线）。
为提高CAN总线抗浪涌、防雷等能力，一般通过添加气放管、TVS、压敏电阻等防护器件进行防护。但需注意：防护器件会增大寄生电容，对信号质量造成影响。
图 28 CAN总线典型防护电路
当环境中电磁干扰太强时，为保证信号质量，可将CAN信号通过光纤传输。
图 29 使用光纤进行CAN通信
除通过以上方法提高CAN总线可靠性外，比较简单有效的方法还有：远离干扰源，即强弱电分开走线，尽量避免近距离平行走线。
CAN总线应尽量避免与大电流、有剧烈电流变化的设备近距离平行走线，如继电器、电磁阀、逆变器、电机驱动线等。
若某个CAN节点内部存在较大干扰，从而对整个CAN网络造成影响，则可以在该节点的输出端口处添加磁环或共模电感等滤波器件，但磁环或共模电感的大小需要根据实际情况调整，以免影响正常通信。
图 30 CAN节点添加磁环
参考：
ZLG致远电子——CAN总线抗干扰的六种解决方案
ZLG致远电子——CAN总线节点的可靠性设计
ZLG致远电子——CAN-bus电缆/插座/布线规范
ZLG致远电子——CTM&RSM系列隔离收发器
瑞萨电阻——CAN入门书
ISO11898-2 High-speed medium access unit
TI SN65HVD23x 3.3V CAN总线收发器
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