CAN總線最全應(yīng)用

1、幻燈片1總線技術(shù)及應(yīng)用幻燈片CAN數(shù)據(jù)總線（CAN BUS ）幻燈片幻燈片CAN通信技術(shù)概述CAN （ ControllerArea Network ）即控制器局域網(wǎng)絡(luò)。由于其高性能、高可靠性、及獨特的設(shè)計，CAN越來越受到人們的重視。國外已有許多大公司的產(chǎn)品采用了這一技術(shù)。CAN最初是由德國的BOSCH公司為汽車監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設(shè)計的。現(xiàn)代汽車 越來越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動機的定時、注油控制，加速、剎車控制（ASC）及復(fù)雜的抗鎖定剎車系統(tǒng)（ABS）等。由于這些控制需檢測及交換大量數(shù)據(jù)，采用硬接信號線的方式 不但煩瑣、昂貴，而且難以解決問題，采用CAN總線上述問題便得到很好地解決。幻燈片

2、51993年CAN成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898（高速應(yīng)用）和ISO11519 （低速應(yīng)用）。CAN的規(guī)范從CAN 1.2規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)格式）發(fā)展為兼容 CAN 1.2規(guī)范的CAN2.0規(guī)范 （CAN2.0A為標(biāo)準(zhǔn)格式，CAN2.0B為擴展格式），目前應(yīng)用的CAN器件大多符合 CAN2.0規(guī) 范。幻燈片6CAN總線特點CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其通信接口中集成了 CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先 級判別等項工作。CAN總線特點如下：（1）可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié) 點發(fā)送

3、信息，而不分主從，通信方式靈活。（2） 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點（信息）可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求。（3）采用非破壞性位仲裁總線結(jié)構(gòu)機制，當(dāng)兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時，優(yōu)先級低 的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)?；脽羝?（4）可以點對點、一點對多點（成組）及全局廣播幾種傳送方式接收數(shù)據(jù)。（5） 直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km （速率5Kbps以下）。（6）通信速率最高可達(dá) 1MB/S （此時距離最長 40m ）。（ 7 ）節(jié)點數(shù)實際可達(dá) 110 個。（8）采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為 8 個。（ 9）每幀信息都有 CRC 校驗及其他檢錯措施，數(shù)據(jù)出錯

4、率極低。（10）通信介質(zhì)可采用雙絞線， 同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價的雙絞線即可，無特殊 要求。（11）節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使 總線上的其他操作不受影響。幻燈片 8CAN 的發(fā)展背景及其應(yīng)用情況CAN 的起源 現(xiàn)代社會對汽車的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動安全性和被動安 全性；乘坐的舒適性；駕駛與使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。在汽車設(shè)計中運用微處理器及其電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運用。目前這些系統(tǒng)有：ABS （防抱系統(tǒng)）、EBD （制動力分配系統(tǒng)）、EMS（發(fā)動機管理系統(tǒng)） 、多功能數(shù)

5、字化儀表、主動懸架、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動空調(diào)和自動 CD 機等。幻燈片 9如點火時刻、 燃油噴射、 怠速控如制動防抱死系統(tǒng)、 自動變速系統(tǒng)、汽車電子技術(shù)發(fā)展的特點： 汽車電子控制技術(shù)從單一的控制逐步發(fā)展到綜合控制， 制、排氣再循環(huán)。電子技術(shù)從發(fā)動機控制擴展到汽車的各個組成部分， 信息顯示系統(tǒng)等。從汽車本身到融入外部社會環(huán)境。幻燈片 10現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的分類：單獨控制系統(tǒng)： 由一個電子控制單元 （ECU ）控制一個工作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)， 如發(fā)動機控制系統(tǒng)、自動變速器等。集中控制系統(tǒng)： 由一個電子控制單元 （ECU ）同時控制多個工作裝置或系統(tǒng)的電子控制 系統(tǒng)。如汽車底盤控制系統(tǒng)

6、?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ CAN 總線系統(tǒng)）：由多個電子控制單元（ ECU ）同時控制多個工作裝 置或系統(tǒng)，各控制單元（ECU）的共用信息通過總線互相傳遞。幻燈片 11*7ControllerAtm5 t s Ik: 1kIJ 胎”I :r 氣 二以 H .LNttworkwas deveioped by the Robert BOSCH company in1983as a bus system for cars.網(wǎng)絡(luò)控制單元數(shù)拒帶有中央控制單元的車幻燈片12從中央控制單元到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶有三個中央控制單元的車幻燈片13I/7 n帶有三個中央控制單元和總線系統(tǒng)的車 幻燈片14幻燈片30CAN總線布

7、置、結(jié)構(gòu)和基本特點h *弋孑pCAICAICAICAN數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)連接涵件茨動機枝穴動變逮譽ESPR 制宴士汽廉單元te刪呼元控制吐冗1220才？J1DJJ23J7i-*JtJ 融-1呃4; CAN busCAJ-Antn sb-Qe m 舒港杲撫申 先？制單祉 壓卩I豐乍門世制單瓦腫軀駐車和空調(diào)控Irl單冗14訓(xùn)別捽制單尤控制單無J1RSEH7idjnJiSflS貯活CAN Lu9h1-KOm-ftFt-Bufi 褂音蠟入 控制單CJfiDT卡片聞讀 器R&9*電】圧！J4 99 * Ji2G車電誦 jJW元RJ7CJN-吐Sin昱岳訂豈就說羽】CAM bua L5CAM.D*apildy

8、P-usRCAN總線系統(tǒng)上并聯(lián)有多個元件。這就要求整個系統(tǒng)的布置滿足以下要求:f二 A_八-.-一：J一尸_r、tCAN構(gòu)件通過RX-線來檢查總線是否有源（是否正在交換別的信息），必要時會等待,直至總線空閑下來為止。（某一時間段內(nèi)的電平 1 （無源）如果總線空閑下來，發(fā)動機信息就會被發(fā)送出去。幻燈片37 幻燈片38基本構(gòu)造Canbus采用雙絞線自身校驗的結(jié)構(gòu)，既可以防止電磁干擾對傳輸信息的影響，也可以防 止本身對外界的干擾。 系統(tǒng)中采用高低電平兩根數(shù)據(jù)線，控制器輸出的信號同時向兩根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像。并且每一個控制器都增加了終端電阻，已減少數(shù)據(jù)傳送時的過調(diào)效應(yīng)。接收過程第一歲：是否正

9、確（在翌SW 眞二步：噲查乍邑是否可用（在麥走總1nn4豐X，,cAN-saAftS- ?5m單禿發(fā)就機 應(yīng)剛單S0i i 一fcXs攻紅植ICAN收發(fā)器CAN收發(fā)器5SP IB&03數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端Controlle外界的干擾同時作用于兩根導(dǎo)線II產(chǎn)生的電磁波輻射相互抵消幻燈片39原則上CAN總線用一條導(dǎo)線就足以滿足功能要求了，但該總線系統(tǒng)上還是配備了第二 條導(dǎo)線。在這個第二條導(dǎo)線上，信號是按相反順序傳送的，這樣可有效抑制外部干擾。幻燈片40CAN導(dǎo)線的特點StfluergiercJt A 控制單元AStauargaral B控制單元BSteuBrgerSt C控制單元CR

10、XTX牧發(fā)器總線各個CAN系統(tǒng)的所有控制單元都并聯(lián)在CAN數(shù)據(jù)總線上。CAN數(shù)據(jù)總線的兩條導(dǎo)線分別叫CAN-High和CAN-Low線。兩條扭絞在一起的導(dǎo)線稱為雙絞線。雙絞線,CAN-High 和CAN-Low 線（CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線）控制單元之間的數(shù)據(jù)交換就是通過這兩條導(dǎo)線來完成的，這些數(shù)據(jù)可能是發(fā)動機轉(zhuǎn)速、 油箱油面高度及車速等?；脽羝?1 幻燈片42為了清楚起見CAN導(dǎo)線分別用單顏色來表示CAN-High線總是黃色，CAN-Low-線總是綠色幻燈片43基本構(gòu)造由于汽車不同控制器對 CAN總線的性能要求不同，因此最新版本的 統(tǒng)人為設(shè)定為5個不同的區(qū)域，分別為驅(qū)動系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、

11、總線等5個局域網(wǎng)。其速率分別為（Kbit/s）: 驅(qū)動系統(tǒng)（由 信息系統(tǒng)（由 儀表系統(tǒng)（由15號線激活）：30號線激活）：15號線激活）：500;100 ；100 ；舒適系統(tǒng)（由30號線激活）： 診斷系統(tǒng)（由30號線激活）：Lin:20CAN總線系多功能儀表、診斷100500最大承載：1000雙絞線.CMTi汕線知線CAN診斷廠ST 2 八. a.CAN 信息CAN 舒適iCAN 驅(qū)動CAN 儀表幻燈片44基本構(gòu)造網(wǎng)關(guān)由于不同區(qū)域Canbus總線的速率和識別代號不同，因此一個信號要從一個總線進(jìn)入到另一個總線區(qū)域，必須把它的識別信號和速率進(jìn)行改變，能夠讓另一個系統(tǒng)接受， 這個任務(wù)由網(wǎng)關(guān)(Gate

12、way)來完成。另外，網(wǎng)關(guān)還具有改變信息優(yōu)先級的功能。如車輛發(fā)生相撞事故，氣囊控制單元會發(fā)出負(fù)加速度傳感器的信號，這個信號的優(yōu)先級在驅(qū)動系統(tǒng)是非常高，但轉(zhuǎn)到舒適系統(tǒng)后，網(wǎng)關(guān)調(diào)低了它的優(yōu)先級，因為它在舒適系統(tǒng)功能只是打開門和燈?；脽羝?5禹斗雨4 rui* rnilE IKo二十|DnjRonlic1IIItn 書 no- -CCIu ri亠hrni4VHP=rkip-j JI d1_1if UUfl1 幻燈片46基本構(gòu)造診斷總線它被用來代替原來的 K線或者L診斷總線是用于診斷儀器和相應(yīng)控制單元之間的信息交換， 線的功能(廢氣處理控制器除外)。診斷總線目前只能在 VAS5051和VAS5052下

13、工作，而不能適用于原來的診斷工具，如1552等。診斷總線通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)的CANBUS上，然后再連接相應(yīng)的控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。隨著診斷總線的使用，大眾集團(tuán)將逐步淘汰控制器上的K線存儲器，而采用CAN線作為診K線。斷儀器和控制器之間的信息連接線，我們稱之為虛擬Skoda (Fabia) gateway在汽車電氣控制單元內(nèi)Polo 和 Golf2002年型也安裝在汽車電氣控制單元內(nèi).Convenience CANAdaptive cfLiise con troll CANVOST診斷總線:AN儀表總線 驅(qū)動總線 舒適總線 信息總線網(wǎng)關(guān)for data busgate way)幻燈片47幻燈片48

14、1451415當(dāng)車輛使用診斷（VAS5051/5A作出了相應(yīng)的改動，具體信息看如下圖表： 注：5051儀器的版本號必須大于3.0以上基本構(gòu)造CANBUS總線結(jié)構(gòu)后，VAS5051等診斷儀器必須使用相對應(yīng)的新型診斷線 或VAS5051/6A ），否則無法讀出相應(yīng)的診斷信息。另外，車上的診斷接口也才能使用診斷CANBUS總線。 新型診斷線能夠適用于舊型診斷接口。針腳號對應(yīng)的線束15號線接地接地CANBUS（高） k線CANBUS（ 低）L線1630號線注：未標(biāo)明的針腳號暫未使用。-M幻燈片49CAN總線11二 圭” 11 II 占 埠CAN總線是車內(nèi)電子裝置中的一個獨立系統(tǒng)，它就是數(shù)據(jù)線，用于在連

15、接的控制單元 之間進(jìn)行信息交換。General診斷接口（Gateway）實&安裝花儀表由于自身的布置和結(jié)構(gòu)特點，CAN總線工作時的可靠性很高如果CAN總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障，故障就會存入相應(yīng)的控制單元故障存儲器內(nèi), 讀出這些故障。可以用診斷儀控制單元擁有自診斷功能，我們通過自診斷功能還可識別出與CAN總線相關(guān)的故障。驅(qū)動CANTHLow or/br H占棕J舒適CANHigh or/gn （桔綠丿Low or/br 桔棕）信息娛樂CANHigh or/viio f 桔紫）Low or/br （怙棕）用診斷儀（如 VAS5051，5052）讀出CAN總線故障記錄后，既可按這些信息準(zhǔn)確地查 尋故障控制單

16、元內(nèi)的故障記錄用于初步確定故障，還可用于讀出排除故障后的無故障說明。果想要更新故障顯示內(nèi)容，須重新起動發(fā)動機?；脽羝?0CAN總線正常的一個重要前提條件是：車在任何工況均不應(yīng)有CAN總線故障記錄。為了能夠確定及排除故障，就需要了解CAN總線上的數(shù)據(jù)交換基本原理。51幻燈片CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理不同的數(shù)據(jù)傳遞（以 CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線為例）1、提高數(shù)據(jù)傳遞的可靠性為了提高數(shù)據(jù)傳遞的可靠性，CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的兩條導(dǎo)線（雙絞線）分別用于不同的數(shù)據(jù)傳送，這兩條線分別稱為CAN-High線和CAN-Low線?；脽羝?22、在顯性狀態(tài)和隱性狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時CAN導(dǎo)線上的電壓變化在靜止?fàn)顟B(tài)時，這兩條導(dǎo)

17、線上作用有相同預(yù)先設(shè)定值，該值稱為靜電平。對于 驅(qū)動數(shù)據(jù)總線來說，這個值大約為2.5V。靜電平也稱為隱性狀態(tài)，因為連接的所有控制單元均可修改它。 幻燈片53在顯性狀態(tài)時，CAN-High線上的電壓值會升高一個預(yù)定值（對 CAN 線來說，這個值至少為 1V）。而CAN-Low線上的電壓值會降低一個同樣值（對 數(shù)據(jù)總線來說，這個值至少為1V）。于是在CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線上，CAN-HighCAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總CAN驅(qū)動線就處于激活狀態(tài)，其電壓不低于 3.5 （2.5V+1V=3.5V），而CAN-Low線上的電壓值最多可降至 1.5V（2.5V-1V=1.5V）。因此在隱性狀態(tài)時，CAN-High線與C

18、AN-Low線上的電壓差為 0V，在顯性狀態(tài)時該差 值最低為2V。幻燈片543、CAN數(shù)據(jù)總線上的信號變化（以 CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線為例）幻燈片554、收發(fā)器內(nèi)的 CAN-High線和CAN-Low線上的信號轉(zhuǎn)換雙絞線，亦-H詳h線幻CMLg緩在顯性”升至約3在隱性# 為約2.已在顯性# 澤至約1.S269 005控制單元是通過收發(fā)器聯(lián)接到CAN驅(qū)動總線上的，在這個收發(fā)器內(nèi)有一個接差動信號放大器用于處理來自 還負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的信號傳至控制單元的 放大器的輸出電壓。差動信號放大器用 CAN-High收器，該接收器是安裝在接收一側(cè)的差動信號放大器。CAN-High線和CAN-Low線的信號，除此以外線

19、上的電壓（UCAN-High ）減去CAN-Low 線上CAN驅(qū)CAN接收區(qū)。這個轉(zhuǎn)換后的信號稱為差動信號的電壓（UCAN-Low），就得出了輸出電壓， 用這種方法可以消除靜電平（對于 動數(shù)據(jù)總線來說是 2.5V）或其它任何重疊的電壓。幻燈片56 幻燈片575、CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線差動信號放大器內(nèi)的信號轉(zhuǎn)換收發(fā)器的差動信號放大器在處理信號時，會用CAN-High-線上作用的電壓減去CAN-Low-線上作用的電壓?；脽羝?86、CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線差動信號放大器內(nèi)的干擾過濾由于數(shù)據(jù)總線也要布置在發(fā)動機艙內(nèi)，所以數(shù)據(jù)總線就要遭受各種干擾。在保養(yǎng)時要考慮對地短路和蓄電池電壓、點火裝置的火花放電和靜態(tài)放電

20、。在該圖的上部可清楚地看到這種傳遞的效果。由于CAN-High線和CAN-Low線是扭絞在一起的(雙絞線)，所以干擾脈沖 X就總是有規(guī) 律地作用在兩條線上。由于差動信號放大器總是用CAN-High線上的電壓(3.5V-X)減去CAN-Low線上的電壓(1.5V-X)，因此在經(jīng)過處理后，差動信號中就不再有干擾脈沖了.(3,5V - X) - (1,5V - X) = 2V幻燈片597、信號電平控制單元信號在收發(fā)器內(nèi)的放大收發(fā)器發(fā)送一側(cè)的任務(wù)是將控制單元內(nèi)的CAN控制器的較弱信號放大，使之達(dá)到CAN導(dǎo)線上的信號電平和控制單元輸入端的信號電平。聯(lián)接在CAN數(shù)據(jù)總線上的控制單元的作用就像是 CAN導(dǎo)線

21、上的一個負(fù)載電阻(因為裝有 電子元件)。這個負(fù)載電阻取決于聯(lián)接的控制單元數(shù)量和其電阻。差動信號放大器渤的帯有T擾脈沖的情號善動信號放大器輸 干擾的信號亍就=X3,5VCAN-Kign-ft3C2,5V 昱ISV-1-CAN-Low- 兒.-1-2/Vov而在 CAN-Low線上的電壓就降低一個同樣大小的值。對于驅(qū)動CAN數(shù)據(jù)一條導(dǎo)線上的電壓改變值不低于 1V，對于CAN舒適/Infotainment總線來說，收發(fā)器將CAN信號輸送到CAN數(shù)據(jù)總線的兩條導(dǎo)線上，相應(yīng)地在CAN-High線上的電 壓就升高， 總線來說，這個值不低于3.6V。幻燈片60 幻燈片618、CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線的特點CAN驅(qū)

22、動數(shù)據(jù)總線的速率為 500 kBit/s，用于將CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線方面的控制單元聯(lián)成網(wǎng) 絡(luò)。CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線控制單元有：-發(fā)動機控制單元-ABS-控制單元-ESP-控制單元-變速器控制單元-安全氣囊控制單元-組合儀表幻燈片62CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線由15號接線柱（點火開關(guān)）接通，短時工作后，又完全關(guān)閉。數(shù)據(jù)總線上MN-H i嘗h線和-Lew線上的負(fù)載電阻幻燈片63組合儀表2 込 kOhm黑：5控2,6 kC發(fā)動機控制單元66 Ohm66 OhmCAN駆動數(shù)據(jù)總線的信號變化3QV在顯性狀態(tài)電壓約為315V在隱性狀姦 均約為25III十I2戶I莊顯住狀癟 電壓隆至黑S269 005CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線

23、上的信號變化下面圖中所示的是一個真實的 CAN-電報變化圖，它由一個收發(fā)器產(chǎn)生，并由VAS5051的數(shù)字存儲式示波器（DSO ）接收下來。兩個電平之間的疊加信號變化表示 2.5V的隱性電平。CAN-High線上的顯性電壓約為 3.5V，CAN-Low 線約為1.5V。幻燈片64CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線的特點CAN舒適/ Infotainment數(shù)據(jù)總線的速率為 100 kBit/s，用于將CAN舒適總線和 CANInfotainment總線方面的控制單元聯(lián)成網(wǎng)。VAS 5051上的數(shù)字存儲式示波器(DSO)上顯示的CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線fAu1oBtriebWeistechnS

24、t DSOS2(KG ”IbCl?IMIIID ifCAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線控制單元有:-全自動空調(diào)/空調(diào)控制單元-車門控制單元-舒適控制單元-收音機和導(dǎo)航顯示單元控制單元3.48/5V1,5000V=0.0892 m J幻燈片65控制單元通過 CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線的 CAN-High線和CAN-Low線來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換， 如車門開/關(guān)、車內(nèi)燈開/關(guān)、車輛位置(GPS)等等。由于使用同樣的脈沖頻率，所以 CAN舒適數(shù)據(jù)總線和 CAN Infotainment總線可以共 同使用一對導(dǎo)線，當(dāng)然前提條件是相應(yīng)的車上有這兩種數(shù)據(jù)總線(如Golf IV und Polo MJ2002)。

25、幻燈片66 舒適系統(tǒng)的信號圖 舒適系統(tǒng)的Canbus信號和驅(qū)動系統(tǒng)有很大區(qū)別：Can-High的高電平為：3.6伏 Can-High的低電平為：0伏 Can-Low的高電平為：5伏Can-low 的低電平為：1.4伏 邏輯 “1”： Can-high=3.6VCan-low=1.4V 邏輯“ 0”:Can-high=0VCan-low=5V幻燈片671、CAN舒適/ Infotainment數(shù)據(jù)總線的差動數(shù)據(jù)傳遞為了使低速CAN抗干擾性強且電流消耗低，與CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線相比就需做一些改動。首先，賴的關(guān)系了。和 CAN-Low由于使用了單獨的驅(qū)動器（功率放大器），這兩個CAN信號就不再有彼此依

26、與CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線不同，CAN舒適/ Infotainment數(shù)據(jù)總線的 CAN-High線 線不是通過電阻相連的。也就是說：CAN-High互影響，而是彼此獨立作為電壓源來工作。另外還放棄了共同的中壓，在隱性狀態(tài) 性狀態(tài)時3.6V。對于CAN-Low信號來說，隱性電平為 于是在差頻信號放大器內(nèi)相減后，隱性電平為 電平之間的電壓變化（電壓提升）就提高到 幻燈片682、CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線的CAN-收發(fā)器線和CAN-Low線不再彼此相（靜電平）時,CAN-High 信號為0V，在顯5V，顯性電平w-5V，顯性電平為2.2V，那么隱性電平和顯性7.2V。1.4V。CAN舒

27、適/Infotainment數(shù)據(jù)總線收發(fā)器的結(jié)構(gòu)測舒適系統(tǒng)高低線的電阻為無窮大! 幻燈片70總系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)將三個系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線的差動信號放大器n n fz動信號放大0 0 qJ 回 hd -HX -線（控剖單元接收-1,5V = 2V差琲信號放大器S269 006由于電壓電平和電阻配置不同，所以在CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線和 CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線之間無法進(jìn)行耦合聯(lián)接。另外這兩種數(shù)據(jù)總線的傳輸速率是不同 的，這就決定了它們無法使用不同的信號。這就需要在這兩個系統(tǒng)之間能完成一個轉(zhuǎn)換。這個轉(zhuǎn)換過程是通過所謂的網(wǎng)關(guān) 來實現(xiàn)的。根據(jù)車輛的不同，網(wǎng)關(guān)可能安裝在組合儀表內(nèi)、車

28、上供電控制單元內(nèi)或在自 己的網(wǎng)關(guān)控制單元內(nèi)。幻燈片71由于通過CAN數(shù)據(jù)總線的所有信息都供網(wǎng)關(guān)使用，所以網(wǎng)關(guān)也用作診斷接口。目前是通過網(wǎng)關(guān)的 K-線來查詢診斷信息，從 Touran車開始是通過CAN數(shù)據(jù)總 線診斷線來完成這個工作的。幻燈片72可以用火車站作為例子來清楚地說明網(wǎng)關(guān)的原理 幻燈片73 提示!與CAN舒適數(shù)據(jù)總線和 CAN Infotainment數(shù)據(jù)總線不同，CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線不可與 CAN 舒適數(shù)據(jù)總線或 CAN Infotainment數(shù)據(jù)總線通過電氣相連！ CAN舒適數(shù)據(jù)總線與 CAN舒適 /Infotainment數(shù)據(jù)總線是不同的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，它們之間只能通過所謂網(wǎng)關(guān)相連。

29、幻燈片74CAN協(xié)議規(guī)范S269_O15(CAN 舒適/Infotainment 數(shù)扌火車乂I O DSWTSlWZviiiiiiiiiiiiiiiLu 叫 millmi麗Thmmimilkniiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiw施比a址左HMTCAN協(xié)議規(guī)范基本術(shù)語1CAN的報文及結(jié)構(gòu)2同步 幻燈片75CAN協(xié)議規(guī)范CAN為串行通訊協(xié)議，能有效地支持具有很高安全等級的分布實時控制。CAN的應(yīng)用范圍很廣，從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價位的多路接線都可以使用CAN。在汽車電子行業(yè)里，使用CAN連接發(fā)動機控制單元、傳感器、防剎車系統(tǒng)、等等，其傳輸速度可達(dá)1Mbit/s。同時，可以將CAN安裝

30、在卡車本體的電子控制系統(tǒng)里，諸如車燈組、電氣車窗等等，用以代替接線配 線裝置。技術(shù)規(guī)范的目的是為了在任何兩個CAN儀器之間建立兼容性?？墒?，兼容性有不同的方面，比如電氣特性和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的解釋。為了達(dá)到設(shè)計透明度以及實現(xiàn)靈活性，根據(jù)ISO/OSI參考模型，CAN 2.0規(guī)范細(xì)分為以下不同的層次：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層（如圖所示）。幻燈片76CAN協(xié)議規(guī)范邏輯鏈路子層LLC接收濾波超載通知恢復(fù)管理監(jiān)控器數(shù)據(jù)鏈路層介質(zhì)訪問控制子層 MAC 數(shù)據(jù)包裝/解包 幀編碼介質(zhì)訪問管理錯誤監(jiān)測出錯標(biāo)定應(yīng)答串并轉(zhuǎn)換故障界定位編碼/解碼位定時同步驅(qū)動器接收器特性J物理層總線故障管理圖 CAN協(xié)議分層結(jié)構(gòu)和功能幻燈片77C

31、AN協(xié)議規(guī)范在以前版本的CAN規(guī)范中，數(shù)據(jù)鏈路層的LLC子層和MAC子層的服務(wù)及功能分別被 解釋為“對象層”和“傳輸層”。邏輯鏈路控制子層（LLC）的作用范圍如下：?為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求以及數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)。?確定由實際要使用的 LLC子層接收哪一個報文。?為恢復(fù)管理和過載通知提供手段。MAC子層的作用主要是傳送規(guī)則，也就是控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、出錯標(biāo)定、 故障界定。位定時的一些普通功能也可以看作是MAC子層的一部分。物理層的作用是在不同節(jié)點之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位的實際傳輸?；脽羝?8CAN協(xié)議規(guī)范CAN具有以下的屬性：?報文的優(yōu)先權(quán)?保證延遲時間?設(shè)置靈活?時間同步的多點接收?系統(tǒng)

32、內(nèi)數(shù)據(jù)的連貫性?多主機?錯誤檢測和錯誤標(biāo)定?只要總線一處于空閑，就自動將破壞的報文重新傳輸OSI參考模型分層?將節(jié)點的暫時性錯誤和永久性錯誤區(qū)分開來，并且可以自動關(guān)閉由 CAN結(jié)構(gòu)的錯誤的節(jié)點。幻燈片79CAN協(xié)議規(guī)范 依據(jù)ISO/OSI參考模型的層結(jié)構(gòu)具有以下功能 ：? 物理層定義信號是如何實際地傳輸?shù)?，因此涉及到位時間、位編碼、同步的解釋。技 術(shù)規(guī)范沒有定義物理層的驅(qū)動器 /接收器特性，以便允許根據(jù)它們的應(yīng)用，對發(fā)送媒體和信 號電平進(jìn)行優(yōu)化。? MAC子層是CAN協(xié)議的核心。它把接收到的報文提供給 LLC子層，并接收來自LLC 子層的報文。MAC子層負(fù)責(zé)報文分幀、仲裁、應(yīng)答、錯誤檢測和標(biāo)定

33、。MAC子層也被稱作故障界定的管理實體監(jiān)管。 此故障界定為自檢機制，以便把永久故障和短時擾動區(qū)別開來。? LLC子層涉及報文濾波、過載通知、以及恢復(fù)管理。幻燈片80基本術(shù)語1.報文總線上的報文以不同的固定報文格式發(fā)送，但長度受限。當(dāng)總線空閑時任何連接的 單元都可以開始發(fā)送新的報文。2 .信息路由在CAN系統(tǒng)中，一個CAN節(jié)點不使用有關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息（如站地址）。包含一些重要概念：節(jié)點可在不要求所有節(jié)點及其應(yīng)用層改變?nèi)魏诬浖蛴布那闆r 下，被接于CAN網(wǎng)絡(luò)。成組由于采用了報文濾波，所有節(jié)點均可接收報文， 并同時被相同的報文激活。數(shù)據(jù)相容性一一在 CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以確保報文同時被所有節(jié)點或者

34、沒有節(jié)點接收， 因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相容性是借助于成組和出錯處理達(dá)到的?；脽羝?1系統(tǒng)靈活性O(shè)基本術(shù)語3 位速率不同的系統(tǒng)，CAN的速度不同。在一個給定的系統(tǒng)里，位速率是唯一的，并且是固定 的。4 .優(yōu)先權(quán)在總線訪問期間，識別符定義一個靜態(tài)的報文優(yōu)先權(quán)。5.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點可以請求另一節(jié)點發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀和相應(yīng) 的遠(yuǎn)程幀是由相同的識別符命名的。幻燈片82基本術(shù)語6 .仲裁只要總線空閑，任何單元都可以開始發(fā)送報文。具有較高優(yōu)先權(quán)報文的單元可以獲得 總線訪問權(quán)。如果 2個或2個以上的單元同時開始傳送報文，那么就會有總線訪問沖突。仲裁的機制確保了報文和時間均不損失。當(dāng)具

35、有相同識別符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同 時初始化時，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。仲裁期間，每一個發(fā)送器都對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較。如果電平 相同，則這個單元可以繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是一“隱性”電平而監(jiān)視的是一“顯性”電 平（見總線值），那么單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)?；脽羝?3O基本術(shù)語7 .錯誤檢測要進(jìn)行檢測錯誤，必須采取以下措施：?監(jiān)視（發(fā)送器對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較）?循環(huán)冗余檢查?位填充?報文格式檢查幻燈片84基本術(shù)語&故障界定CAN節(jié)點能夠把永久故障和短暫擾動區(qū)別開來。故障的節(jié)點會被關(guān)閉。9 .總線值總線有二個互補的邏輯值：“顯性”或“隱性”。“顯性”位和“隱

36、性”位同時傳送時，總線的結(jié)果值為“顯性”。比如，在總線的“寫與”執(zhí)行時，邏輯0代表“顯性”等級，邏輯1代表“隱性”等級。10 .應(yīng)答所有的接收器檢查報文的連貫性。對于連貫的報文，接收器應(yīng)答，對于不連貫的報文， 接收器作出標(biāo)志?；脽羝?5CAN的報文及結(jié)構(gòu)CAN信息包格式說明：CAN信息包分為兩部分：信息部分和數(shù)據(jù)部分。2頭兩個字節(jié)為信息部分，其前一位為標(biāo)識符，標(biāo)識符中的前八位用作接收判斷， 應(yīng)包含本信息包的目的站地址。然后是一位RTR位（應(yīng)設(shè)為0），最后是四位的 DLC （數(shù)據(jù)長度位，即所發(fā)數(shù)據(jù)的 實際長度，單位：字節(jié)）。其余八個字節(jié)是數(shù)據(jù)部分，存有實際要發(fā)的數(shù)據(jù)。詳見下圖： 幻燈片86OCA

37、N的報文及結(jié)構(gòu)幻燈片872字節(jié)1標(biāo)識符（高八位）字節(jié)2標(biāo)識符RTRDLC字節(jié)3 字節(jié)4 字節(jié)5 字節(jié)6 字節(jié)7 字節(jié)8 字節(jié)9 字節(jié)10CAN的報文及結(jié)構(gòu)2在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，發(fā)出報文的單元稱為該報文的發(fā)送器。該單元在總線空閑或 丟失仲裁前恒為發(fā)送器。如果一個單元不是報文發(fā)送器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該 單元為接收器。對于報文發(fā)送器和接收器，報文的實際有效時刻是不同的。對于發(fā)送器而言，如 果直到幀結(jié)束末尾一直末出錯，則對于發(fā)送器報文有效。如果報文受損，將允許按照優(yōu)先 權(quán)順序自動重發(fā)送。為了能同其他報文進(jìn)行總線訪問競爭，總線一旦空閑，重發(fā)送立即開 始。對于接收器而言，如果直到幀結(jié)束的最后一位一直末出錯，則對于接收器報文有 效。幻燈片88OCAN的報文及結(jié)構(gòu)2CRC序列均借助位填充規(guī)則進(jìn)行構(gòu)成