CAN总线在汽车车身控制中的应用
编号：11
《汽车总线与嵌入式系统》课程论文
CAN总线在汽车车身控制中的作用
班级：车辆工程1132
（及手机）：一青（）
学号：1131504328
任课教师：建祥（）
2016-11-2
CAN总线在汽车车身控制中的应用
摘要:阐述了CAN（Controller Area Network）总线协议及其技术特点。结合应用实例分析了CAN总线技术在汽车中的应用优势，并对系统的总体结构、数据传输方式以及控制过程进行了详细的描述，给出了节点电路的设计、协议的定义及软件实现方法，并用试验验证了其可行性。
一、引言
随着计算机技术、网络通信技术、集成电路技术的飞速发展，以全数字式现场总线为代表的现场控制仪表、设备大量应用，使得繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替，为工业现场控制用户带来了巨大好处。特别是上个世纪80年代以来，随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等。在这种情况下，如果仍采用常规的布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目的急剧增加，使得电线的质量占整车质量的4％左右，已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求。另外，电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，增加了维修的难度。为此，改革汽车电气技术的呼声日益高涨。因此，一种新的概念——车用控制器局域网络CAN应运而生。
二、CAN总线技术介绍及发展现状
CAN是控制器局域网络（Controller Area Network）的简称，它是由德国Bosch公司及几个半导体生产商开发出来的，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达
1Mb/s.CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低。特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。CAN 总线技术在汽车总线邻域已经占有了一定的市场地位，国内外众多汽车制造商大多选择can总线技术作为它们汽车网络技术。
我国在CAN总线研究应用方面起步较晚，工程应用几乎是空白。特别是在汽车上的应用，可以说是从2002年国家863电动汽车重大专项立项以后，才有几个大的汽车研究和生产单位正式启动的，目前都处于研究的初级阶段，还没有拿出产品化的成果。由于这些研究刚刚还处于起步阶段，故目前的研究重点都集中在动力系统的CAN通讯上，还没有精力针对汽车车身的电子控制部件进行CAN总线的应用研究
一些专家认为，就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，近10年现场总线CAN技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。
三、CAN总线的技术特点
CAN总线可有效支持分布式控制或实时控制。该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，其主要特点如下：
?CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，且不分主从；
?CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，故实时性好；
?CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能；
?CAN总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低；
?CAN总线上某一节点出现严重错误时，可自动脱离总线，而总线上的其他操作不受影响；
?CAN总线系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上，因而走线少，系统扩充容易，改型灵活；
?CAN总线的最大传输速率可达1Mb/s，直接通信距离最远可达到10km（速率在5kbps以下）；
?CAN总线上的节点数取决于总线驱动电路。在标准帧（11位报文标识符）时可达到110个，而在扩展帧（29位报文
标识符）时，个数不受限。
三、车身系统的CAN控制设计
1. CAN总线网络系统架构
现代汽车典刑的控制单元有发动机控制模块、变速器控制模块、多媒体控制模块、气囊控制模块、空调控制模块、巡航控制模块、车身控制模块（包括照明指示和车窗、刮雨器等）、防抱死制动系统（ABS）防滑控制系统（ASR）等。完善的汽车CAN总线网络系统架构如图1所示。
图1 汽车CAN总线网络系统架构
2. CAN节点的硬件架构
本系统中，CAN节点采用：
ECU（AT89C51）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN收发器（PCA82C250）的电路结构以下是其核心芯片简介：
（1）CAN控制器
为了系统进一步扩展的需要，可选取支持CAN 2.0B通讯协议
的芯片SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司生产的既支持CAN
2.0B，又支持CAN 2.0A的CAN控制器，它与仅支持CAN 2.0A
的CAN控制器PCA82C200在硬件和软件上完全兼容。
（2）CAN收发器
PCA82C250是PHILIPS推出的CAN控制器和物理总线接口芯片，可提供对总线的差分发送和接收。它与ISO11898标准完全兼容，并有高速、斜率控制和待机3种不同的工作方式，可根据实际情况选择。
（3）单片机AT89C51
AT89C51是ATMEL公司的单片机。它是一种低功耗、高性能、内含4KB闪速存储器的8位CMOS微控制器，与工业标准MCS－51指令系统和引脚完全兼容。AT89系列的优越性在于其片内闪速存储器可进行1000次的编程与擦除，且数据不易丢失，数据可保存10年。
CAN总线控制器、总线驱动器和单片机连接基本方法如图2所示。
图2 CAN总线控制器、总线驱动器和单片机连接图
三、车身控制模块中的CAN应用层协议
1. 协议原则
本协议遵循CAN2.0B规范，根据车身控制模块的特点，采用源→目的方法，每个节点都有自己固定的标识地址，且节点数小于64，设计时可将中央控制模块设为主节点，而将车门、电动座椅子模块及自检子模块设置为从节点。本协议可完成以下功能：
（1）特定信息的广播；
（2）主从节点之间的连接；
（3）主从节点之间的信息交换（包括故障信息）。
本协议采用帧优先原则分配标识符，每一帧标识符中的高四位表示帧类型，不同帧类型有不同的优先权，优先权决定了各种信息帧在同等情况下的发送顺序，协议中的29位标识符的分配如下：
帧类型（4位）＋目的地址（6位）＋源地址（6位）＋命令（或状态、报告）属性（13位）[或数据属性＋分段标志＋分段号（共13位）]。
对所有的命令或状态、数据、报告属性、除定时采集发送的数据外，原则上均需应答（发送确认帧以保证通讯正常）。
2. 帧格式仲裁场和控制场定义
仲裁场由29位标识符ID28－ID0以及SRR、IDE和RTR组成，SJA1000中的寄存器17－21用来存放扩展帧格式帧信息的标识符。发送时，SRR＝1，IDE＝1，RTR＝1/0（远程帧/数据帧）。标识符中的ID28－ID25为车身控制模块交换报文的帧类型（共4位）。ID24－ID19为车身控制模块中帧信息使用者的地址（或称为目的地址，共6位）。ID18－ID13为车身控制模块中帧信息发送者的地址或称为源地址（共6位）。ID12－ID5为车身控制模块中交换的命令、状态、数据或报告属性（共8位），ID4位需附加命令或状态、数据、报告属性时的分段标志。ID3－ID0为附加命令或状态、数据、报告属性的分段号（共4位）。当ID4＝0时，ID3－ID0控制场、数据寄存器0－7有效。对于远程帧，则可忽略ID4－ID0以及控制场的值。SJA1000的寄存器16低四位DLC3－DLC0可构成控制场，以决定数据帧的数据长度。
3. 车身控制模块CAN2.0B通讯报文约定
按车身控制模块的节点要求，通讯的信息帧分为表1所列的6种，表1中的优先级按序号从高到低排列。其目的地址和源地址的分配见表2所列。
表1 车身控制模块帧模型
表2 车身控制模块各节点地址分配
其工作方式如下：
（1）开机后或唤醒时，从节点向主节点发送状态信息，主节点发送广播信息远程帧（两次），广播信息为共用信息，包括车速信号，档位信号，点火开关位置信号等。
（2）正常情况下，从节点内部巡查各端口状态，如有故障则向主节点发送故障代码3次，主节点收到三次故障报警后开始响应，从节点停止发送，一旦故障消失，再向主节点发送正常信息。在主节点中应有一故障表，以用于已诊断模块的通讯。
（3）主结点分别发送自检信息后，如各从节点正常，则发送正常信息，状态和数据帧。如有故障，则通过分段数据帧发送故障报警帧。
（4）从节点监测到正常输入信号的变化（包括开关量和模拟量采样级数的变化）后，便通过报告帧发送信息给主节点，主节点则发送命令帧以示响应。
4. 通讯报文定义
表3所列是中央控制模块与诊断模块的通讯报文定义。表中，aaaa为分段号，可在故障代码多于8个时设置，最多可达传送16×8个字节代码；bbbbbb为各传感器代号，其响应帧采用不分段的数据
帧，cccccccc为执行相应动作的代码，如车窗上升为00000001，下降为00000010，该响应最多可以执行256个动作。响应帧采用远程帧，请求帧为远程帧。
表3 中央控制模块与诊断模块通讯
表4 正常工作时各节点通讯协议约定
在系统正常工作时，各节点的通讯协议约定如表4所列。表中的dddd为分段起始命令中包含的总段数；eeee为广播信息的某一段号，控制场中的数据长度为该段内的数据长度，数据场中的数据广播的某段实际数据，按顺序定义数据有：
?数据寄存器1＝车速信息高8位；
?数据寄存器2＝车速信号低8位；
?数据寄存器3＝发动机转速信号高8位；
?数据寄存器4＝发动机转速信号低8位；
?数据寄存器5＝点火开关位置，其中，0表示钥匙拔出；
1表示钥匙位于OFF；2表示钥匙位于ACC；3表示钥匙位于RUN；
4表示钥匙位于START；
?数据寄存器6＝档位信号，0表示空档；1表示驱动档；
2表示驱动档；3表示倒档；4表示驻车档；
?数据寄存器7＝遥控信号，0表示遥控解锁主驾车门；1表示遥控锁定主驾车门；2表示遥控解锁所有车门；3表示遥控
锁定所有车门；4表示遥控解锁行礼箱；
?数据寄存器8用于防盗模式；0表示进入防盗模式，1表示解除防盗模式；
?数据寄存器9－16：保留。
四、软件流程
各控制器应按规定格式和周期发送数据到总线上，同时也要接受其他控制器的信息。总线上的其他控制器则根据需要各取所需的报文。对于接收数据，本系统采用中断方式实现。一旦中断发生，即将接收的数据自动装载到相应的报文寄存器中，此时还可采用屏蔽滤波方式，利用屏蔽滤波寄存器对接收报文的标识符和预先在接收缓冲器初始化时设定的标识符进行有选择地逐位比较，只有标识符匹配的报文才能进入接收缓冲器，那些不符合要求的报文则将被屏蔽于接收缓冲器之外，从而减轻CPU处理报文的负担。此外，不同数据应放入不同的报文寄存器中，因此在接收中断服务程序中，就可以容易地判断出中断是由哪个接收报文引起的，其程序流程图如图3所示。
图3 程序流程框图
五、CAN总线技术在汽车中的应用优势
（1）信息共享
采用总线技术可以实现各ECU之间的信息共享，减少不必要的线速和传感器。例如具有CAN总线接口的电喷发动机，其他电器可共享其提供的转速、水温、机油压力、机油温度、油量瞬时流速等，这样一方面可省去额外的水温、油压、油温传感器，另一方面可以将这些数据显示在仪表上，便于司机检查发动机运行工况，从而便于发动机的保养维护。
（2）减少线束
新型电子通讯产品的出现对汽车的综合布线和信息的共享交互提
出了更高的要求，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间有联系，这样必然造成庞大的布线系统。
（3）关联控制
在一定事故下，需要对各ECU进行关联控制，而这是传统方法难以完成的。CAN总线技术可以实现多ECU的实时关联控制。在发生碰撞事故时，汽车上的多个气囊可通过CAN协调工作，它们通过传感器感受碰撞信号，通过CAN总线将传感器信号传送到一个中央处理器内，控制各安全气囊的启动弹出动作。
六.CAN总线技术在汽车中的应用实例
世界上一些著名汽车制造厂商如奔驰、宝马等都已开始采用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。目前国产的很多汽车上也引入了CAN总线技术，如大众途安、帕萨特等车型一般将CAN总线分为低速CAN和高速CAN。低速CAN 的总线速度为10Kbps-125Kbps，主要运用在车身控制模块领域；高速为250Kbps-1Mbps，应用在发动机、变速箱、ABS等实时性要求强的控制模块。但各种车型都会视具体情况采用适合于自身的总线结构。下面是几种比较典型的CAN总线应用方案。
6.1 CAN总线方案一
CAN总线应用方案一如图1所示。
方案一是一个完整的分布式汽车电子控制系统，它采用多子网结构，将信息交换比较密切的系统放在一个子网中，使整个系统具有很高的实时性，不同子网之间根据不同的应用特点，采用不同的物理
层接口以及通信速率，优化了系统结构。方案一简化了各个CAN子网的设计难度，但是整车的网络系统设计以及总线通信协议比较复杂，硬件上对网关的要求比较高，需要有强大的数据处理能力，而且系统成本比较高，适合于中高档轿车采用。
6.2 CAN总线方案二
方案二中整车的CAN总线网络分为高速网络和低速网络两部分，高速网采用双线式高速CAN总线(1Mbps)，低速网采用双线式CAN 总线(125gbps)IS011519。仪表显示模块作为网关完成两部分数据之间的传输。CAN总线应用方案二如图2所示。
CAN总线应用方案二
整个系统分为高速和低速两部分。动力传动总线和安全总线合并成高速总线，这样做降低了通信的实时性，但是考虑到传动系总线中一般是周期性的数据，而安全总线中一般是突发性的数据，只要选择合适的帧优先级就可以弥补这个缺点。舒适总线和信息总线合并为低速总线，这两部分中对数据的实时性要求不高，125Kbps的速率完全可以满足需求。
方案二系统成本不高，且性能也没有太大的损失，性价比又不错，适合于中低档轿车采用。
6.3 CAN总线方案三
由于使用CAN总线会使系统成本增加，在一些不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，使用LIN总线可大大节省成本，所以LIN总线得到了越来越广泛的应用。
LIN(Local Interconnect Network)总线是一种低成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN总线的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。LIN的标准化将简化多种现存的多点解决方案，且将降低在汽车电子领域中的开发、生产、服务和后勤成本。
典型的LIN总线应用是汽车中的联合装配单元，如门、座椅、空调、照明灯等。对于成本比较敏感的单元，LIN可以使机械元件可以很容易的连接到汽车网络中并得到十分方便的维护和服务。下面的
方案中包括15个CAN节点和31个LIN节点，充分体现了CAN以及LIN各自的特点。CAN总线应用方案三如图3所示。
CAN总线应用方案三
方案3是一个很完整的方案，但是实际应用过程中，考虑到系统的性价比以及安装等方面的因素，可采用如下图所示的简化方案，图中CAN总线虚线表示这部分在不影响性能的前提下，可以用LIN 总线替代，可以降低系统成本。
6.4 CAN总线方案四
方案4主要是针对希望采用总线的中低档轿车，这就决定了系统必须具有很高的性价比，而且成本也是一个重要的方面。具体应用需要根据不同的车型做出适当的修改满足各自的要求。本车身控制模块在总线方案2基础上加以简化，保留中央控制模块和四个门模块作为车身控制总线方案。CAN总线应用方案四如图4所示。
七、CAN总线技术在汽车中应用的关键技术
利用CAN总线构建一个车内网络，需要解决的关键技术问题有：
（1）总线传输信息的速率、容量、优先等级、节点容量等技术问题
（2）高电磁干扰环境下的可靠数据传输
（3）确定最大传输时的延时大小
（4）网络的容错技术
（5）网络的监控和故障诊断功能
（6）实时控制网络的时间特性
（7）安装与维护中的布线
（8）网络节点的增加与软硬件更新(可扩展性)
八、结束语
CAN总线作为一种可靠的汽车计算器网络总线，现已开始在先进的汽车上得到应用，从而使得各汽车计算机控制单元能够通过CAN 总线共享所有的信息和资源，以达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统之目的，进而使得汽车的动力性、操作稳定性、完全性都上升到新的高度、随着汽车电子技术的发展，具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和纠错能力的CAN总线通信协议必将在汽车电容系统中得到更广泛的应用。
参考文献
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汽车CAN总线车身控制系统介绍
汽车CAN总线车身控制系统介绍 一、 CAN总线CAN总线简介 CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，距离可达10km。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN 总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。因此，CAN协议对于许多领域的分布式测控很有吸引力。 随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上电子控制单元越来越多，汽车总线已经成为汽车电气的一个必然的趋势。使用汽车总线不但可以简化线束，更主要的是可以增加各种智能化的功能。如故障检测和语音报警等。 二、汽车上的CAN总线应用 目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN，一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s；另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器（ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是控制与汽车行驶直接相关的系统。 车身系统CAN主要连接和控制的汽车内外部照明、灯光信号、雨刮电机等电器。 目前，驱动系统CAN和车身系统CAN这两条独立的总线之间设计有"网关"，以实现在各个CAN之间的资源共享，并将各个数据总线的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看仪表板，就可以知道各个电控装置是否正常工作了。 三、上海同济同捷科技股份有限公司汽车CAN总线车身控制系统 同捷公司的汽车CAN总线车身控制系统通过CAN总线来控制车身电器，如汽车外部照明、灯光信号、雨刮电机、洗涤电机、喇叭、启动电机、后除霜加热器、后备箱锁执行器，油箱盖锁执行器、车窗、后视镜等器件。 整套控制系统可以采用集中与分散相结合的控制方式。由一个主控模块、几个从控制模块以及语音中控模块组成。从控制模块的具体数量由控制量的多少决定。一般来说可以分成前控制模块、后控制模块、玻璃升降器控制模块、电动后视镜控制模块、电动天窗控制模块和电动座椅控制模块。 除前后盒主控模块外，其它几个模块自成系统并通过LIN总线与主控模块通讯以实现各种控制功能，例如语音中控模块可以通过LIN总线从主控模块读取各种故障信息以语音的方式向驾驶员报告，并将锁车设防信息送到主控模块供玻璃升降器和电动天窗读取，在锁车时实现玻璃的自动升降和天窗的自动关闭，还可以将电动后视镜和车窗的集控开关的信号通过LIN总线传递给各控制器以实现相应的控制。 各个模块的具体功率执行器件可以采用继电器或智能功率器件，采用智能功率器件可以减小控制盒体积，且具有过流，短路保护和断线反馈等功能。系统中融入故障检测和语音报警功能以及遥控、防盗功能，并提升了整车控制的智能化、人性化，简化整车线束、提高电气系统的可靠性。 基础框架：整个系统的基础框架由主控模块、车前模块、车后模块共3个部分组成。其控制了大部分车身电器，参见基础框架功能示意图。 四、上海同济同捷科技股份有限公司车身CAN总线系统的优势 （一）简化整车的供电系统,方便电气布线 由于改变了控制方式并使用了电子开关，取消了大部分继电器和熔断丝。整车线束减少20％～40％（发动机线基本保持不变，前围线减少20％～30％，底板线减少30％～40％）。
11大众汽车总线系统方案
11数据总线系统 学习目标 知识目标 （1）了解汽车总线系统的类型、作用、组成； （2）熟悉汽车总线系统的结构和工作原理； （3）掌握汽车总线系统的电路分析方法； （4）掌握典型车系总线系统故障分析方法。 能力目标 （1）熟悉维修手册的使用方法； （2）学会使用示波器对总线系统的检测方法； （3）学会典型车系总线系统故障检测与诊断方法。 11.1 概述 随着汽车技术的不断发展，人们对汽车各方面的性能要求越来越高，不仅在追求车辆动力性和操控性能的同时还对舒适性和安全性能也提出了更高的要求。 20世纪90年代以来，随着集成电路在汽车上的广泛应用，汽车上的电子控制系统越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电动门窗装置、主动悬架装置等。各种电子控制系统的导入和应用使汽车的各项功能更加完善，控制更加精确和灵活，智能化程度也不断提升。然而，功能的日益增加和完善使车载电子控制单元的数量以惊人的速度增加。 与此同时，各电子控制单元之间的数据交换也随之增加。传统的数据交换形式只是通过模块间专设的导线完成点对点的通信。数据量的增加必然导致车身线束的增加。庞大的车身线束不仅增加了制造成本，而且还占用空间，增加了整车重量。线束的增加还会使因线束老化而引起电气故障的可能性大大提高，降低了系统的可靠性。解决这个问题的关键就是利用计算机网络技术，将车载控制单元通过车载网络连接起来，实现数据信息的高效传输。如图11-1所示，采用了CAN 总线、LIN总线（单线总线）、MOST总线（光学总线）以及无线蓝牙总线后车载网络控制系统可以处理大量来自控制单元的信息和执行其各种功能以及不断增加的数据交换。 在现代汽车中，采用总线的意义已远远超出节省电线的围，它已成为车各零部件实施信息交互的标准接口。整车的总线网络成为整车的电器平台，也就是说只要有总线存在，就可以在这个总线平台上不断增加汽车的智能化零部件。总线技术促进了汽车智能化的发展。
认识大众车系CAN数据总线系统
一、填空题 1.由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，大众汽车的CAN总线系统设定为_________、_________、 _________、__________和__________五个局域网。 2.大众汽车的CAN网络中，各个控制单元之间的连接采用_________的拓扑结构，这样当控制单元损坏或通往 某控制单元的导线断路时，不会影响其它控制单元进行信息交流。（较难） 3.在驱动系统CAN总线的信号波形中，在显性状态时，CAN-H线和CAN-L线的电压分别约为________V和 ________V，在隐性状态时，这两条线的电压均为________V，这个电压也称为________。 4.CAN-H信号和CAN-L信号经过__________处理后，可最大限度地消除了干扰的影响。 5.在舒适系统CAN总线中，只有关闭点火开关且满足下列条件的情况下才能进入睡眠模式：_____________、 _______________、_______________、_____________（较难） 6.舒适系统由一个_________和至少两个_________单元组成。 7.中央控制单元的功能包括_________、_________、_________、_________和__________。 8.诊断总线用于_________和相应_________ 之间的信息交换，它被用来代替原来的K线或者L线的功能。 9.差动信号放大器用于处理来自_________和_________的信号，还负责将转换后的信号送至控制单元的 _________。（较难） 10.一个信号要从一个总线区域进入到另一个总线区域，必须把它的________和_________进行改变，使其能够 让另一个系统接收。 11.最初数据总线的两个末端有两个终端电阻，而大众车系使用的是________，即发动机控制单元内的________ 和其他控制单元内的________。 12.诊断总线通过________转接到相应的________上，然后再连接相应的控制器进行数据交换。 二、判断题 1.VAG1551、VAG1552、VAS5051和VAS5052都可以诊断虚拟K线。（） 2.在点火开关关闭的情况下，为了降低耗电，连接在CAN数据总线上的控制单元被置于睡眠模式。（） 3.舒适系统中的故障逻辑电路会通知控制单元现在收发器是工作在正常模式下还是单线模式下（） 4.舒适系统可以单线运行，无终端电阻，有分散的电阻，位于系统内的各个控制单元内，且具有不同的电阻（）（较难） 5.网关除了具有交换各种总线信息的功能外，还可以改变信息的优先级。（） 6.为了便于测量，驱动系统CAN总线的长度不应超过10m。（） 7.CAN总线系统里面还存在LIN系统，其传输速率为20kbit/s，整个CAN总线系统最大可承载1000 kbit/s （） 8.驱动CAN总线系统和舒适CAN总线系统中的CAN-H和CAN-L之间都不通过电阻相连，而是彼此独立作为电 压源来工作。（） 9.LIN数据总线是CAN数据总线的子网，它只有一根数据线，一个主控制单元最少可以连接16个子控制单元。 （） 10.当两条CAN总线CAN-H和CAN-L其中一条线断路时，整个驱动系统将无法进行工作。（） 三、选择题 1. 下列对驱动系统CAN的叙述不正确的是 ................................... （） A. 由15号线激活 B. 采用双线式数据总线 C. 可以工作在单线工作模式 D. 传输速率为500kbit/s 2. 当错误计数累计超过____时，控制器不再允许发送信息；当累计超过___时，控制器自动与总线脱离。（） A. 127 255 B. 128 256 C. 126 127 D. 255 127 3. 如果电压降到以下，哪些不属于车载网络系统控制单元采取的措施的是（）。 A.提高发动机怠速转速 B.接通后窗加热装置 C.关闭座椅加热装置 D.降低空调压缩机功率 4. 在舒适系统CAN总线中，下列哪些动作不能识别到唤醒命令（）。 A. 打开点火开关 B.激活闪烁报警装置 C. 车门、后备箱盖、车前盖和点火钥匙的状态发生变化
汽车控制系统的CAN总线应用
汽车控制系统的CAN总线应用 摘要 现代汽车上安装和使用了越来越多的电子控制单元(ECU),大大提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和操作的方便性,但随之增加的复杂电路使车线束增多、空间紧、布线复杂,导致车身重量明显增加,降低了车辆的可靠性,增加了维修难度。另外,各电控单元之间也需要传递大量的信息,有些信息是多个电控单元共享的,传统的点对点的接线和布线方式不能实现信息共享。由于现代汽车的电子控制器及仪表的数量越来越多,因此现代汽车一般采用CAN总线系统,将整个汽车控制系统联系起来统一管理,实现数据共享和相互之间协同工作。 把CAN总线技术应用于汽车的电气控制就可以解决这些问题,也是目前国外汽车制造商大力开发和正在使用的新技术。CAN已被广泛应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN.例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统和安防监控等领域,CAN都具有不可比拟的优越性。现代汽车的结构复杂,传感器遍布全车,其类型多种多样,这使得数据变得复杂,大小不尽相同,因此速率也不相同,另外车身系统也需要获得驱动系统的信息,以供维修人员或者驾驶者参考。因此有必要设计一个高效、可靠的网关与数据处理系统。 1.汽车CAN总线系统. CAN的全称是:Controller Area Network,即区域网络控制器。CAN总线中数据在串联总线上可以一个接一个地传送,所有参加CAN总线的分系统都可以通过其控制单元上的CAN总线接口进行数据的发送和接收。CAN总线是一个多路传输系统,当某一单元出现故障时不会影响其他单元的工作,汽车CAN总线
对不同数据的传输速率是不一样的,对发动机电控系统和ABS等实时控制用数据实施的是高速传输,速率为0.125M波特率～1M波特率;对车身调节系统(如空调)的数据实施的是低速传输,传输速率在10～125K波特率;其他如多媒体系统和诊断系统则为中速传输,速率在前两者之间,这样的区分提高了总线的传输效率。图1为某种客车的CAN总线系统结构图。 图1 一种客车的CAN总线系统结构 车身系统CAN总线的主要连接对象为:中控、门控制器及其他一些组件。车身系统的控制对象主要是4个门上的集控锁、车窗、行箱锁、后视镜及车顶灯。在具备遥控功能的情况下,还包括对遥控信号的接收处理和其他防盗系统的控制等等。现代汽车中所使用的电子通讯系统越来越多,如汽车自动诊断系统、自动巡航系统(ACC)和车载多媒体系统等。系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换。 2.汽车车身整体控制系统设计. 整个系统主要由车仪表、照明及信号灯组、自动车窗电控节点组成。本系统网络中包含1个车仪表板、4组照明、信号灯组和4个车门,共9个节点。其中,
CAN总线实例介绍
CAN总线读书笔记 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准。CAN总线解决方案为嵌入式设计提供通信与连接，使其进入崭新阶段。CAN串行总线协议是一款高速可靠的通信协议，创建最初用于汽车应用，如今已广泛用于需要达到1 Mbps比特率的稳健通信应用。在产品设计中集成CAN协议将是在恶劣电气环境下实现高度实时通信功能的低成本的可靠途径。 CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义2或2个以上不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。近年来广泛应用于汽车控制系统和工业控制系统领域。下面我们可以看到CAN-BUS总线技术应用的具体案例。 案例1：电动汽车充电站换电站充电桩CAN总线管理系统方案背景介绍：电动汽车充电站是电动汽车发展和普及的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。 现在通常的通电方式有3类，适用于不同的应用场合。充电站通常主要提供快速充电服务，辅以用于慢速充电的充电桩；充电桩则只能提供慢速充电；换电站则提供为电动汽车更换电池的服务。 而这三类的充电方式都会同样使用到计算机作为管理核心，并且通过以太网来连接站内的各个功能部分，如计费和打印等计算机和系统。所以以太网是作为管理网络存在于系统当中。对于直接的充电的指示和监控则是由可靠性和实时性更好的CAN总线来管理的，所以BMS和充电桩都是CAN接口的。
CAN总线在汽车车身控制中的应用
编号：11 《汽车总线与嵌入式系统》课程论文 CAN总线在汽车车身控制中的作用 班级：车辆工程1132 （及手机）：一青（） 学号：1131504328 任课教师：建祥（）
2016-11-2 CAN总线在汽车车身控制中的应用 摘要:阐述了CAN（Controller Area Network）总线协议及其技术特点。结合应用实例分析了CAN总线技术在汽车中的应用优势，并对系统的总体结构、数据传输方式以及控制过程进行了详细的描述，给出了节点电路的设计、协议的定义及软件实现方法，并用试验验证了其可行性。 一、引言 随着计算机技术、网络通信技术、集成电路技术的飞速发展，以全数字式现场总线为代表的现场控制仪表、设备大量应用，使得繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替，为工业现场控制用户带来了巨大好处。特别是上个世纪80年代以来，随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等。在这种情况下，如果仍采用常规的布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目的急剧增加，使得电线的质量占整车质量的4％左右，已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求。另外，电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，增加了维修的难度。为此，改革汽车电气技术的呼声日益高涨。因此，一种新的概念——车用控制器局域网络CAN应运而生。 二、CAN总线技术介绍及发展现状
CAN是控制器局域网络（Controller Area Network）的简称，它是由德国Bosch公司及几个半导体生产商开发出来的，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达 1Mb/s.CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低。特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。CAN 总线技术在汽车总线邻域已经占有了一定的市场地位，国内外众多汽车制造商大多选择can总线技术作为它们汽车网络技术。 我国在CAN总线研究应用方面起步较晚，工程应用几乎是空白。特别是在汽车上的应用，可以说是从2002年国家863电动汽车重大专项立项以后，才有几个大的汽车研究和生产单位正式启动的，目前都处于研究的初级阶段，还没有拿出产品化的成果。由于这些研究刚刚还处于起步阶段，故目前的研究重点都集中在动力系统的CAN通讯上，还没有精力针对汽车车身的电子控制部件进行CAN总线的应用研究 一些专家认为，就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，近10年现场总线CAN技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。 三、CAN总线的技术特点 CAN总线可有效支持分布式控制或实时控制。该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，其主要特点如下： ?CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，且不分主从； ?CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，故实时性好；
一文看懂汽车CAN总线技术原理
一文看懂汽车CAN总线技术原理 随着现代汽车技术的不断发展，CAN总线逐渐成为现代汽车上不可缺少的技术，并大大推动了汽车技术的高速发展。本文将对汽车CAN 总线技术的工作原理、特点及优点，CAN总线在汽车制造中的应用及发展趋势做了简单介绍，具体的跟随小编一起来了解一下。 CAN总线的由来由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车运行参数进行控制，因而汽车控制器的数量在不断的上升，从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单元数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国BOSCH 公司（和inter 公司共同）开发了一种设计先进的解决方案-CAN 数据总线，提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间进行数据交换。 CAN 是ControllerAreaNetwork 的缩写，称为控制单元的局域网，它是车用控制单元传输信息的一种传送形式。 CAN总线技术简介CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网（Controller Area Network）”，意思是区域网络控制器，它将各个单一的控制单元以某种形式（多为星形）连接起来，形成一个完整的系统。在该系统中，各控制单元都以相同的规则进行数据传输交换和共享，称为数据传输协议。CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。 在工程实际中CAN总线是对汽车中标准的串行数据传输系统的习惯叫法。随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，使汽车电子系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来智能运输系统（ITS）的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。 CAN总线主要有四部分组成：导线、控制器、收发器和终端电阻。其中导线为由两根普通铜导线绞在一起的双绞线。控制器的作用是对收到和发送的信号进行翻译。收发器负责
汽车控制系统的CAN总线应用模板
汽车控制系统的 CAN总线应用 汽车控制系统的CAN 总线应用 摘要 现代汽车上安装和使用了越来越多的电子控制单元(ECU), 大大提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和操作的方便性,但随之增加的复杂电路使车内线束增多、空间紧张、布线复杂,导致车身重量明显增加,降低了车辆的可靠性,增加了维修难度。另外, 各电控单元之间也需要传递大量的信息,有些信息是多个电控单元 共享的,传统的点对点的接线和布线方式不能实现信息共享。由于现代汽车的电子控制器及仪表的数量越来越多,因此现代汽车一般
采用CAN 总线系统,将整个汽车控制系统联系起来统一管理,实现数据共享和相互之间协同工作。 把CAN 总线技术应用于汽车的电气控制就能够解决这些问题也是当前国内外汽车制造商大力开发和正在使用的新技术。CAN 已被广泛应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的 多路接线都能够使用CAN.例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统和安防监控等领域,CAN 都具有不可比拟的优越性。现代汽车的结构复杂,传感器遍布全车,其类型多种多样,这使得数据变得复杂,大小不尽相同,因此速率也不相同,另外车身系统也需要获得驱动系统的信息,以供维修人员或者驾驶者参考。因此有必要设计一个高效、可靠的网关与数据处理系统。 1.汽车CAN 总线系统. CAN 的全称是:Controller Area Network, 即区域网络控制器 CAN总线中数据在串联总线上能够一个接一个地传送，所有参加CAN总线的分系统都能够经过其控制单元上的CAN总线接口进 行数据的发送和接收。CAN总线是一个多路传输系统，当某一单元出现故障时不会影响其它单元的工作，汽车CAN总线对不同数据 的传输速率是不一样的，对发动机电控系统和ABS等实时控制用 数据实施的是高速传输，速率为0.125M波特率?1M波特率；对车身调节系统（如空调）的数据实施的是低速传输，传输速率在10? 125K波特率;其它如多媒体系统和诊断系统则为中速传输，速率在前两者之间，这样的区分提高了总线的传输效率。图1为某种客车
CAN总线应用
设计(论文)题目：基于CAN总线的楼宇温度检测系统 前言 基于单片机实现传统温度检测技术的特点，提出了基于CAN总线的楼宇温度检测系统方案。该系统方案的硬件平台主要包括温度检测模块和主控平台，并详细介绍了其硬件实现、软件设计思想及流程。实验表明：该系统可实现对楼宇温度的实时检测，并由数码管显示检测结果，对异常情况进行处理，从而实现对楼宇房间温度的有效检测。 在传统的检测技术中，温度检测基本采用单片机系统为主，且大多数都针对工业需要，日常生活中的应用并不多；而通信多基于落后的485总线，不能进行远距离的实时数据传输，更不能与因特网相连，可靠性也不高。因此，本文提出一种基于CAN总线的温度测控技术，该技术适合远距离控制与传输，具有非常高的可靠性。 控制器局域网（Controller Area Network，CAN）是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线最早出现在20世纪80年代末的汽车工业中，由德国BOSCH公司最先提出，其主要特性为低成本，且总线利用率高。CAN采用串行通信方式工作，所提供的最高数据传输速率为1Mbit/s，最大通信距离为10km。CAN还具有可靠的错误处理和检错机制，极强的错误检测能力，发送信息遭到破坏后可自动重发；可在高噪声的干扰环境中只用，能够检测出产生的任何错误，当数据的传输距离达到10km时，CAN仍能提供5kbit/s的数据传输速率。 正是基于CAN总线的上述优点，目前CAN总线在众多领域被广泛应用，其应用范围不再局限于原先的汽车行业，而向过程工业、机械工业、纺织工业、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展，CAN总线已经形成国际标准，并已被公认为是几种最有前途的现场总线之一。 考虑到CAN总线的高可靠性和远距离传输优点，结合目前温度检测技术的技术瓶颈，即距离短和实时性差的特点，本系统CAN总线应用于传统的温度检测中，也是一种新的尝试。
汽车CAN总线技术及故障检测
汽车CAN总线技术及故障检修 庆元县康达小车修理厂周远锦 【摘要】汽车CAN总线技术是一种全新的汽车电控系统信息通信方式，是为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换的一种串行通信协议，适应汽车恶劣的工作环境和通信速度要求，在信息传递资源共享方面有着独特的优势，并可有效减少线束的长度和节点数量；同时汽车CAN总线也有着自身独特的结构、工作特性以及相应的故障特点，对其性能的故障及检修排除方法。 【关键词】汽车CAN总线原理技术检修 引言 随着电子技术的不断发展，现代汽车上应用电控系统越来越多，为了使各电控系统之间实现信息共享，减少传感器及导线的数量，一种基于CAN总线的技术在汽车上广泛采用。CAN总线技术是一种有别于传统电气系统连接的新型信息通信方式，它的结构、原理、故障形式和检修方式都有着自身的特点。 一、汽车CAN总线技术应用的原因 随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制；从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统；从电源管理到为提高舒适性而做的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶控制。另外，随着近年来的发展，以GPS、蓝牙、远程诊断为代表的新型电子通讯产品的出现，对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，1辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000m电气节点达1500个，而且根据统计，该数字大约每10年增长1倍。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、行驶稳定系统、废气再循环控制、巡航系统和自动空调系统等。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先竞争的模式，且本身具有较高的通信速率。CAN总线正是为满足这些要求而设计的。 CAN总线又称作汽车总线，其全称为“控制器局域网”CAN总线是一种现场总线（区别于办公室总线）是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据
CAN总线总结
CAN总线技术学习（一） CAN总线是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称，是德国BOSCH公司开发，是国际上应用最广泛的现场总线之一，CAN总线已成为汽车计算机和嵌入式工控局域网标准总线。 为了全面了解CAN总线，需要先对其有个整体的概念，这中间还有一个小故事，一个应届毕业生到公司去应聘，负责招聘的经理问他：“你会哪方面的技术？”，毕业生说：“我会CAN总线”，经理疑惑的问：“你会看什么总线？”。那么什么是CAN总线呢？ 1、首先CAN总线是一种串行总线，不是并行的，是用来传输电子数据的， 就像串口总线、USB总线、以太网一样； 2、CAN总线是半双工传输模式，发的时候不能收，收的时候不能发； 3、CAN总线使用双线传输，一根定义为CAN_H,一根定义为CAN_L,使用 差分信号传输（差分信号就是通过计算两线压差）； 4、CAN总线的波特率最高可达1Mbps，传输距离最远10公里，传输波特 率和传输距离成反比，波特率越高有效传输距离越短； 5、组网时总线两端CAN_H和CAN_L之间要分别连接一个120欧的终端电 阻（起吸收反射波、高频抗干扰的作用）。 那么CAN总线有什么优势呢？ 1、CAN总线作为现场总线只有两根传输线，比以太网组网简单，成本也低 很多，在不需要大数据量传输的设备通讯上有相当的优势； 2、CAN总线使用差分信号和屏蔽线传输，抗干扰能力强，数据传输稳定， 因为在某点有干扰时两根信号会被同步干扰，不会影响信号传输的信息； 3、CAN总线波特率最高可达1Mbps，传输速率相对串口快很多，同时总线 协议中加入CRC校验，相对于串口的奇偶校验，数据安全性强； 4、CAN总线使用差分双线传输，易于组网，布线简单； 5、CAN总线通讯不分主从，网络上每个设备都可以主动发送数据； 6、CAN总线协议应用非破坏性逐位仲裁机制，即通过发送帧的帧ID的大 小作为优先级判断网络上数据发送冲突，优先级高的信息发送，优先级 低的数据停止发送，极大提供总线的利用率；
汽车总线技术
汽车总线技术 。一、汽车总线概述 1．汽车总线技术的发展 随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来ITS的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。 从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。下图1、图2分别为相同节点的传统点对点通讯方式和使用CAN总线的通讯方式，从图可以直观地比较线束的变化（图中节点之间的连线仅表示节点间存在的信息交换，并不代表线束的多少） 图1 传统的节点通讯方式
图2 CAN总线通讯方式 电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先劝竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN总线正是为满足这些要求而设计的。 美国汽车工程师协会（SAE）车辆网络委员会根据标准SAE J2057将汽车数据传输网划分为A、B、C三类，为了直观地说明其网络划分，这里图3表示。 从通讯速度角度分析，随着车载多媒体和办公设备在车辆应用方面的快速发展，一种新型总线——IDB已经出现，世界各大汽车生产商对此非常关注，纷纷出台相应的研究计划。现在已经存在能够对导航、GPS、电话、音响、电视、DVD
CAN总线系列讲座第三讲CAN控制器和收发器
CAN总线系列讲座第三讲——CAN控制器和收发器 一 CAN控制器 官方定义：CAN控制器用于将欲收发的信息（报文），转换为符合CAN规范的CAN帧，通过CAN收发器，在CAN-bus上交换信息。 举个便于理解的例子:就像您发快递一样,要根据快递公司提供的快递单填写具体的信息(发件人和收件人的地址、联系电话等),快递公司将之标准化（统一的快递单格式，并对每一件快递进行编号），随后才能传递信息（您快递的具体东西，如文件、衣服、手机等）。 （1）CAN控制器分类 CAN控制器芯片分为两类：一类是独立的控制器芯片，如SJA1000；另一类是和微控制器做在一起，如NXP半导体公司的Cortex-M0内核LPC11Cxx系列微控制器、LPC2000系列32位ARM微控制器。CAN控制器的大致分类及相应的产品可参见表1。 表1 CAN控制器分类及相应产品型号 （2）CAN控制器的工作原理 为了便于读者理解CAN控制器的工作原理，下面给出了一个SJA1000 CAN控制器的经过简化的结构框图如图1所示。 图1 CAN控制器结构示意 接口管理逻辑 接口管理逻辑如图1所示。接口管理逻辑用于连接外部主控制器，解释来自主控制器的命令，控制CAN控制器寄存器的寻址，并向主控制器提供中断信息和状态信息。
CAN核心模块 CAN核心模块如图1所示。收到一个报文时，CAN核心模块根据CAN规范将串行位流转换成用于接收的并行数据，发送一个报文时则相反。 发送缓冲器 发送缓冲器如图1所示。发送缓冲器用于存储一个完整的报文，当CAN控制器发送初始化时，接口管理逻辑会使CAN核心模块从发送缓冲器读CAN报文。 验收滤波器 验收滤波器如图1所示，验收滤波器可以根据用户的编程设置，过滤掉无须接收的报文。 接收FIFO 接收FIFO如图1所示。接收FIFO是验收滤波器和主控制器之间的接口，用于存储从CAN 总线上接收的所有报文。 工作模式 CAN控制器可以有两种工作模式（BasicCAN和PeliCAN）。BasicCAN仅支持标准模式，PeliCAN支持CAN2.0B的标准模式和扩展模式。 二 CAN收发器 官方定义：CAN收发器是CAN控制器和物理总线之间的接口，将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，在两条有差分电压的总线电缆上传输数据。 举个便于理解的例子:这类似于快递员，负责收发快递的工作。 目前市面上常见CAN收发器的分类及相应产品参见表2。 表2 CAN收发器分类及相应产品 三 CAN-bus接口电路保护器件 在汽车电子中，CAN-bus系统往往用于对安全至关重要的功能，比如引擎控制、ABS系统以及气囊等，如果受到干扰导致工作失常将出现严重事故；此外，在不受到干扰的的同时，CAN-bus系统也不能干扰其它电子元件；所以CAN-bus系统必须满足电磁干扰（EMI）和静电放电（ESD）标准的严格要求。此外，在许多场合CAN-bus接口有可能会遭到雷电、大电流浪涌的冲击（例如许多户外安装的设备），所以还需要使用保护器件以防浪涌。
CAN总线原理及应用
CAN总线原理及应用 摘要介绍了CAN总线的特点、工作原理和应用领域，并且对每个应用领域进行了描述和举例讲解。 关键字 CAN总线，汽车，现场控制系统，通信 1 引言 控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议由德国的Robert Bosch公司开发，用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误。CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。 2 CAN总线的特点 ●具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点； ●采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作； ●具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络； ●可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文； ●可靠的错误处理和检错机制； ●发送的信息遭到破坏后，可自动重发； ●节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能； ●报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。 3 CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN与I2C总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。 当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。
CAN总线控制系统实例
ＣＡＮ总线 控制系统 实例 信科08-2班 陈磊08063538
目录1．Can总线的发展过程 2．CAN总线技术在汽车中的应用实例3．Can总线技术在其它方面的应用实例4．总结
1．Can总线的发展过程 CAN总线是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电子系统形成了一个复杂的大系统。这些系统除了各自的电源线外，还需要互相通信，不难想象，若仍沿用常规的点对点的布线方式进行布线，那么整个汽车的布线将会如一团乱麻，需要应用大量的电源线而且通信效率很低。若采用总线方式布线(如CAN总线)，则可以节省大量的电源线而且会大大提高通讯效率。因此，采用CAN总线方式布线，能大大简化汽车布线。 布线增加使汽车布线中所使用铜线增加。虽然有些线是用于控制且通过电流只有几十毫安，但是为了提高可靠性，规定所用线径最小不能低于0.5mm。实际上，传输距离远的线一般都在0．8mm或1.0mm以上。汽车布线一般是先将线制成线束，然后再把线束装在纵梁下等看不到的地方，这样一旦线束中出了问题，不仅查找相当麻烦，而且维修也很困难，多数情况下要把线束全部换掉。但是，由于每种车型的长度、宽度以及电器安装的位置都不同，所以线束也太不一样，每辆车都要单独设计，从而增加了设计和试制的难度。在实际生产安装中，要仔细走线并对线头对线号，由于线束很粗而安装位置有限，所以工效也很低。有时想在车上增加一两种新的功能，或将某个落后的电器配件用一种新型的配件代替，便会多出几根线，使原来已经很乱的布线更加的乱成一团。鉴于这些原因，在借鉴计算机网络和现场控制技术的基础上，汽车网络技术应运而生。 CAN(Controller Area Network)数据总线是一种极适于汽车环境的汽车局域网。CAN总线是德国Bosch公司为解决汽车监控系统中的复杂技术难题而设计的数字信号通信协议，它属于总线式串行通信网络。由于采用了许多新技术和独特的设计思想，与同类车载网络相比，CAN总线在数据传输方面具有可靠、实时和灵活的优点。 国内在CAN总线方面的研究和应用与国外相比还存在明显的差距，体现在两个方面： (1)国内在自主研究和开发汽车电子CAN网络方面尚处于试验和起步阶段，国内绝大部分的汽车还没有采用汽车总线设计； (2)国内汽车合资企业不少已采用CAN总线技术，但核心技术掌握在外商手中。为顺应世界汽车工业发展的趋势，我国也相应加强了对CAN总线的研究，并开发具有自主知识产权的CAN总线产品。 早在20世纪70年代末，众多国际知名的汽车公司就积极致力于汽车总线技术的研究及应用，如BOSCH公司的CAN、马自达的PALMNET、德国大众的ABUS等。其中CAN总线由于其技术背景和来源于工业现场总线和计算机局域网这样非常 成熟的技术，现已成为汽车总线的主流技术和标准。世界上很多著名的汽车制造厂商，如Volkswagen(大众)、BenZ(宝马)、Porsche(保时捷)、Rolls—Royce(劳斯莱斯)、等都已经采用CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信。CAN总线在汽车电子系统中得到广泛应用，已成为欧洲汽车制造业的主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，例如发动机的定时注油控制，加速、刹车控制及防抱死刹车系统(ABS)等。
汽车总线题库
汽车总线题库Last revision on 21 December 2020
汽车电脑的检修 一、填空题 1.汽车电脑（ECU）在硬件上由输入接口、______微控制器___和___输出接口三部分组成，其核心部件是___微控制器____。 2.微控制器由 CPU 、存储器和 I/O口三部分组成，其核心部件是 __CPU__。 3.存储器按读写操作原理分为__只读存储器（ROM）___和___随机存储器（RAM）两类，其中故障码存储在随机存储器（RAM）中。 4.汽车电脑的软件包括程序和数据。 5.汽车电脑常见的故障有电脑电源故障、输入/输出部分故障、存储器部分故障、特殊故障。 6.汽车电脑常用的检修方法有直观检查法、电阻检测法、电压检测法、波形检测法和等效替换法等几种。 7.汽车电脑的编码通过故障诊断仪来完成。 二、判断题 1.汽车电控系统由汽车传感器、ECU和执行元件组成。（√） 2.临时数据存放在只读存储器ROM中。（×） 3.程序和原始数据存放在只读存储器ROM中。（√） 4.在汽车电控系统中，RAM的电源与后备电源或蓄电池直接相接，不受点火开关控制。（√） 5.可以通过给汽车电控系统的RAM断电的方法来清除故障码。（√） 6.汽车上每个控制单元都有编码，并且每个控制单元只有一个编码。（×）
7.控制单元的编码在车辆出厂前已经设定好。（√） 8.通过编码可以使相同零件编号的控制单元去适应不同的车型、地区。(√) 9.汽车电脑的匹配是给控制单元输入一个代码。（×） 10.汽车电脑的匹配是改变控制单元内部的某些参数。（√） 11.钥匙匹配结束后，如果防盗指示灯点亮，表明钥匙匹配成功。（×） 三、简答题 1.汽车电脑的硬件由哪几部分组成各部分的作用是什么 答：（1）输入接口——接收传感器信号，并对传感器输入的信号进行预处理（放大、滤波、整形、变换等），使输入信号变成微控制器可以处理的信号 （2）微控制器——接收、分析处理、存储输入接口输送的信息并进行计算，存储临时数据，并根据运算结果输出指令 （3）输出接口——将微控制器输出的指令转变为控制信号，并将其放大，以驱动执行元件执行相应动作 2.存储器按读写操作原理分为哪些类型各自有什么特点 答：存储器按读写操作原理分为只读存储器ROM和随机存储器RAM 只读存储器ROM的特点是：只能读出不能随机写入，存储的信息不会因断电而丢失，存储程序和原始试验数据。 随机存储器RAM的特点是：可随时写入或读出，存储的信息会因断电而丢失，存储临时数据。 3.简述汽车电脑的功用。 答：（1）接收传感器信号，并对传感器输入的信号进行预处理，使输入信号变成微控制器可以处理的信号
汽车控制系统的CAN总线应用
汽车控制系统的CAN 总线应用 摘要 现代汽车上安装和使用了越来越多的电子控制单元(ECU), 大大提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和操作的方便性, 但随之增加的复杂电路使车线束增多、空间紧、布线复杂,导致车身重量明显增加,降低了车辆的可靠性,增加了维修难度。另外,各电控单元之间也需要传递大量的信息,有些信息是多个电控单元共享的,传统的点对点的接线和布线方式不能实现信息共享。由于现代汽车的电子控制器及仪表的数量越来越多,因此现代汽车一般采用CAN 总线系统,将整个汽车控制系统联系起来统一管理,实现数据共享和相互之间协同工作。 把CAN 总线技术应用于汽车的电气控制就可以解决这些问题, 也是目前国外汽车制造商大力开发和正在使用的新技术。CAN 已被广泛应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN. 例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统和安防监控等领域,CAN 都具有不可比拟的优越性。现代汽车的结构复杂,传感器遍布全车, 其类型多种多样, 这使得数据变得复杂,大小不尽相同,因此速率也不相同,另外车身系统也需要获得驱动系统的信息,以供维修人员或者驾驶者参考。因此有必要设计一个高效、可靠的网关与数据处理系统。 1. 汽车CAN 总线系统. CAN 的全称是:Controller Area Network, 即区域网络控制器。CAN 总线中数据在串联总线上可以一个接一个地传送, 所有参加CAN 总线的分系统都可以通过其控制单元上的CAN 总线接口进行数据的发送和接收。CAN 总线是一个多路传输系统,当某一单元出现故障时不会影响其他单元的工作, 汽车CAN 总线对不同数据的传输速率是不一样的，对发动机电控系统和ABS等实时控制用数