CAN總線信息以幀的形式傳輸，每個幀包括多個段：起始位SOF、仲裁段、控制段、數據段、CRC校驗、確認位、結束位等，各個段依次串行被傳輸到總線上。起始位、CRC校驗、確認位和結束位由控制器硬件自動生成，軟件可以配置仲裁段、控制段和數據段的內容。每個CAN幀最多發送數據段長度為8個字節即64位。
CAN總線協議有兩種：CAN2.0A和CAN2.0B協議，CAN2.0A支持幀ID為11位的標準幀，CAN2.0B協議支持幀ID為11位的標準幀和幀ID為29位的擴展幀，如圖1和圖2所示。

圖1CAN標準幀

圖2CAN擴展幀
下面解釋幾個CAN總線問題：
位填充：上述圖中都提到位填充的問題，即當發送的一幀CAN信息中出現連續5個相同位時，控制器會自動填充一個相反的位進去，控制器接收一幀CAN信息時發現5個相同的位，也會自動把其后的一個翻轉位去掉。那么可能我們會問為什么要做這種看似無用的操作呢？因為CAN總線通訊屬于異步通訊，雖然通訊雙方約定設定相同的波特率通訊，但是每一位（bit）的寬度也不可能絕對相同，多個相同的位累積起來可能出現較大的誤差，造成接收信息出錯，那么如何解決這個問題呢？CAN協議中規定在位跳轉時要做同步補償，那么這樣可以消除多個位累積造成的錯誤，但是如果CAN幀信息連續出現多個0或1，接收方沒辦法監測到翻轉位，不能做出正確的補償，可能導致發送方發了10位0，接收方監測出11個0出來的情況出現，所以當發送方連續發送5個0時，要位填充一個1進去，然后再發送下面的位，而接收方接收到5個0后接收到下面的1可以做出相應的同步補償，同時要丟棄這個填充位。按照CAN協議規定如果在CAN信息中接收到連續6個以上的相同位被認為是錯誤信息，CAN控制器錯誤計數加1。
CAN協議：如上圖所示，標準幀標識符（幀ID）有11位，擴展幀標識符（幀ID）有29位，CAN2.0B協議也兼容CAN2.0A協議，可以同時識別標準幀和擴展幀。標準幀和擴展幀的區別在于IDE位，IDE為0時表示標準幀，IDE為1時表示擴展幀。
CAN信號：CAN總線使用一對差分信號通訊，即CAN_H和CAN_L,通過識別它們的壓差獲取0或1的信息，上電后兩個信號對地都會有一定的電壓，即V_CANH和V_CANL，通過判斷V_CANH-V_CANL識別信息，總線信號分為顯性（壓差為1V以上，也即數字0）和隱性（壓差小于0.5V，也即數字1）。一般在沒有數據通訊時V_CANH和V_CANL都為2.5V，所以CAN總線默認為沒有壓差（隱性，數字1），當有起始位SOF（數字0，顯性）時每個網絡上的節點都能監測到，準備接收信息，如圖3所示。

圖3CAN總線電壓示意圖
逐位仲裁機制：CAN節點發送的信息都會被自己接收并判斷。當CAN總線上兩個節點同時發送CAN信息時，CAN節點也會比較自己發送的數據和接收的數據是否一致，由于CAN信號有顯性（數字0，壓差大于1V）和隱性（數據1，壓差小于0.5V）兩種，當一個節點發送0而另一個節點發送1時，總線表現為顯性0，那么發送1的節點監測到后知道發送總線沖突，自動退出發送，所以可以看出，CAN總線信息小的優先級高。通過這種方式可以實現非破壞性逐位仲裁，優先級高的節點正常發送，不受任何影響。