正常模式是 CAN 節(jié)點最主要的工作模式，也是 CAN 總線實現(xiàn) “多節(jié)點實時通信” 的基礎(chǔ)。在該模式下，CAN 控制器具備完整的 “發(fā)送 - 接收 - 仲裁 - 錯誤處理” 能力：既能主動發(fā)送數(shù)據(jù)幀、遠程幀，也能接收總線上的所有幀；在多節(jié)點同時發(fā)送時，通過 “非破壞性位仲裁” 機制（顯性位優(yōu)先于隱性位）決定發(fā)送優(yōu)先級，避免總線沖突；同時通過 “位錯誤”“填充錯誤”“CRC 錯誤” 等檢測機制，實時監(jiān)控通信質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)錯誤則發(fā)送錯誤幀，并更新錯誤計數(shù)器。正常模式的核心目標是 “高效、可靠地完成數(shù)據(jù)交互”，是汽車 ECU、工業(yè)傳感器、智能設(shè)備等節(jié)點的默認工作模式。

（一）正常模式的技術(shù)細節(jié)：仲裁與錯誤處理的閉環(huán)

正常模式下，CAN 控制器的工作流程可分為 “發(fā)送流程” 與 “接收流程”，兩者均依賴總線的 “顯性位（Dominant Bit，邏輯 0）” 與 “隱性位（Recessive Bit，邏輯 1）” 交互規(guī)則。

在發(fā)送流程中，節(jié)點首先檢查總線狀態(tài)：若總線為隱性位（空閑），則開始發(fā)送幀起始位（顯性位）；若總線為顯性位（其他節(jié)點正在發(fā)送），則監(jiān)聽總線，參與仲裁。仲裁階段，發(fā)送節(jié)點將自己的標識符（ID）位與總線位逐位比較：若發(fā)送的是顯性位，而總線位為隱性位，說明存在更高優(yōu)先級節(jié)點（ID 更小的節(jié)點，因 CAN ID 越小優(yōu)先級越高），則立即停止發(fā)送，轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)；若所有位比較一致，則繼續(xù)發(fā)送后續(xù)字段（控制場、數(shù)據(jù)場、CRC 場等）。這種仲裁機制的 “非破壞性” 體現(xiàn)在：優(yōu)先級最高的節(jié)點能持續(xù)發(fā)送，無需重新發(fā)送，確保通信的實時性 —— 例如，汽車的 “剎車信號幀”（ID=0x001）優(yōu)先級高于 “車窗控制幀”（ID=0x100），緊急剎車時，剎車信號能優(yōu)先占用總線，避免延遲導致安全風險。

在接收流程中，節(jié)點始終監(jiān)聽總線，當檢測到幀起始位時，開始同步總線時鐘，逐位接收幀字段。接收過程中，控制器會實時進行錯誤檢測：若接收位與總線位不一致（位錯誤）、連續(xù) 5 個相同位未插入填充位（填充錯誤）、CRC 校驗不匹配（CRC 錯誤），則立即發(fā)送 “錯誤幀”（6 個顯性位的錯誤標志 + 8 個隱性位的錯誤界定符），并根據(jù)錯誤類型更新錯誤計數(shù)器（如位錯誤會使 TEC 或 REC 加 8）。若接收幀的 ID 與自身 “驗收濾波器” 配置匹配（如掩碼濾波后的 ID 一致），則將數(shù)據(jù)存入接收緩沖區(qū)，同時置位 “接收完成標志”，通知 MCU 讀取數(shù)據(jù)；若不匹配，則忽略該幀，不占用 MCU 資源。這種 “過濾 - 接收 - 錯誤處理” 的流程，確保節(jié)點僅接收所需數(shù)據(jù)，同時對總線錯誤做出快速響應(yīng)。

（二）正常模式的應(yīng)用場景：從汽車到工業(yè)的實時通信

正常模式是 CAN 系統(tǒng)的 “默認工作狀態(tài)”，所有需要主動參與總線通信的節(jié)點均運行在此模式下。在汽車電子中，發(fā)動機 ECU、ABS 控制器、車身控制模塊（BCM）等核心節(jié)點均工作在正常模式：發(fā)動機 ECU 每 10ms 發(fā)送一次 “轉(zhuǎn)速 - 水溫 - 油壓” 數(shù)據(jù)幀，ABS 控制器在檢測到車輪抱死時發(fā)送 “剎車控制幀”，BCM 接收 “車門開關(guān)幀” 并發(fā)送 “車燈控制幀”，各節(jié)點通過正常模式下的仲裁機制，確保緊急信號（如 ABS 幀）優(yōu)先傳輸，非緊急信號（如車窗控制幀）有序排隊。

在工業(yè)控制中，PLC、伺服驅(qū)動器、傳感器節(jié)點也以正常模式為主：溫度傳感器每 50ms 發(fā)送一次 “溫度數(shù)據(jù)幀”，PLC 接收后發(fā)送 “電機調(diào)速幀” 至伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器根據(jù)指令調(diào)整轉(zhuǎn)速。正常模式下的錯誤處理機制在此場景中尤為重要 —— 若傳感器與 PLC 之間的總線出現(xiàn)短路（導致連續(xù)位錯誤），傳感器的 TEC 會快速增長，當 TEC 超過 96 時，控制器會進入 “錯誤主動模式”（Error Active Mode），發(fā)送主動錯誤幀提醒其他節(jié)點；若錯誤持續(xù)，TEC 超過 255，則切換至總線離線模式，避免故障傳感器持續(xù)發(fā)送錯誤幀，干擾工業(yè)生產(chǎn)線的正常通信。