CAN总线详细教程_精心编制_不可错过PPT课件
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CAN总线技术PPT课件
20
主控制 器
接口 管理 逻辑
发送 缓冲
器
CAN
核心 模块
接
验收
收
滤波器
FIF
O
CAN收发 器
CAN BUS
图10.16 SJA1000 控制器结构图
21
CAN核心模块：根据CAN规范控制CAN帧的发送和接收。收到一个 报文时，CAN核心模块将串行位流转换成用于的并行数据，发送一 个报文时则相反。
19
2 PeliCAN模式：是新的操作模式。它能够处理所有 CAN2.0B规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，使 SJA1000能应用于更宽的领域。
工作模式通过时钟分频寄存器中的CAN模式位来选择，复 位时默认模式是Basic CAN模式。
SJA1000控制器结构
SJA1000控制器可以分为CAN核心模块、接口管理逻辑、 发送缓冲器、验收滤波器、接收FIFO等五个功能模块， SJA1000控制器结构图如图9.16所示。由主控制器进行管理控 制、将欲收发的信息（报文），转换为CAN规范的CAN帧，通 过CAN收发器，在CAN BUS上交换信息。
在进行数据传送时，发出报文的单元成为 该报文的发送器。
该单元在总线空闲或丢失仲裁前始终为发 送器。
如果一个单元不是报文发送器，并且总线 不处于空闲状态，则该单元就是接收器。
16
构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据 场和CRC序列均借助位填充规则进行编码。
当发送器在发送的位流中检测到5位连续的 相同数值时，将自动地在实际发送的位流中 插入一个补码位。
层和数据链路层。
5
物理层： 物理信令（PLS，Physical Signalling） 物理媒体附件（PMA，Physical Medium Attachment） 媒体接口（MDI，Medium Dependent Interface）
主控制 器
接口 管理 逻辑
发送 缓冲
器
CAN
核心 模块
接
验收
收
滤波器
FIF
O
CAN收发 器
CAN BUS
图10.16 SJA1000 控制器结构图
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CAN核心模块：根据CAN规范控制CAN帧的发送和接收。收到一个 报文时，CAN核心模块将串行位流转换成用于的并行数据，发送一 个报文时则相反。
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2 PeliCAN模式：是新的操作模式。它能够处理所有 CAN2.0B规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，使 SJA1000能应用于更宽的领域。
工作模式通过时钟分频寄存器中的CAN模式位来选择，复 位时默认模式是Basic CAN模式。
SJA1000控制器结构
SJA1000控制器可以分为CAN核心模块、接口管理逻辑、 发送缓冲器、验收滤波器、接收FIFO等五个功能模块， SJA1000控制器结构图如图9.16所示。由主控制器进行管理控 制、将欲收发的信息（报文），转换为CAN规范的CAN帧，通 过CAN收发器，在CAN BUS上交换信息。
在进行数据传送时，发出报文的单元成为 该报文的发送器。
该单元在总线空闲或丢失仲裁前始终为发 送器。
如果一个单元不是报文发送器，并且总线 不处于空闲状态，则该单元就是接收器。
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构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据 场和CRC序列均借助位填充规则进行编码。
当发送器在发送的位流中检测到5位连续的 相同数值时，将自动地在实际发送的位流中 插入一个补码位。
层和数据链路层。
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物理层： 物理信令（PLS，Physical Signalling） 物理媒体附件（PMA，Physical Medium Attachment） 媒体接口（MDI，Medium Dependent Interface）
《CAN总线》PPT课件
变沿（和在低位速率的情况下，选择的“显性”至“隐 性”的跳变沿）都将被用于重同步。
整理ppt
29
3.2.1.6 CAN振荡器容差的提高
为使振荡器容差最大值由当前的 0.5%提高到 1.5%，并与当前CAN指标向前兼容，CAN2.0进 行了下列修正：
1.若一个CAN节点在间歇场的第3位采样到一个 显性位，则它将此位理解为帧起始位；
整理ppt
3
3.2.1.4 错误类型和界定
➢填充错误(Stuff Error) 在应使用位填充方法进行编码的报文中，
出现了第6个连续相同的位电平时，将检出一 个填充错误。
整理ppt
4
3.2.1.4 错误类型和界定
➢CRC错误(CRC Error) CRC序列是由发送器完成的CRC计算结果
组成的。接收器以与发送器相同的方法计算 CRC。如果计算结果与接收到的CRC序列不 相同，则检出一个CRC错误。
整理ppt
26
3.2.1.5 位定时要求
➢重同步跳转宽度(Resynchronization Jump Width)— — 作 为 重 同 步 的 结 果 , PHASE-SEG1 可 被 延 长 或 PHASE-SEG2可被缩短。这两个相位缓冲段的延长 或缩短的数值有一个由重同步跳转宽度给定的上限。 重同步跳转宽度应编程为1和min(4,PHASE-SEG1)之 间。 ➢时钟信息可由一位数值到另一位数值的跳变取得。 具有相同数值的连续位的最大个数是唯一而固定的， 这一特性提供了在帧期间总线单元重同步于位流的 可能性。可被用于重同步的两个跳变之间的最大长 度是29个位时间。
在CAN总线中，就故障界定而言，一个单元 （节点）可能处于三种状态：
➢ “错误激Leabharlann ”(“Error Active”) ➢ “错误认可”(“Error Passive”) ➢ “总线脱离”(“Bus off”)
整理ppt
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3.2.1.6 CAN振荡器容差的提高
为使振荡器容差最大值由当前的 0.5%提高到 1.5%，并与当前CAN指标向前兼容，CAN2.0进 行了下列修正：
1.若一个CAN节点在间歇场的第3位采样到一个 显性位，则它将此位理解为帧起始位；
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3.2.1.4 错误类型和界定
➢填充错误(Stuff Error) 在应使用位填充方法进行编码的报文中，
出现了第6个连续相同的位电平时，将检出一 个填充错误。
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3.2.1.4 错误类型和界定
➢CRC错误(CRC Error) CRC序列是由发送器完成的CRC计算结果
组成的。接收器以与发送器相同的方法计算 CRC。如果计算结果与接收到的CRC序列不 相同，则检出一个CRC错误。
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3.2.1.5 位定时要求
➢重同步跳转宽度(Resynchronization Jump Width)— — 作 为 重 同 步 的 结 果 , PHASE-SEG1 可 被 延 长 或 PHASE-SEG2可被缩短。这两个相位缓冲段的延长 或缩短的数值有一个由重同步跳转宽度给定的上限。 重同步跳转宽度应编程为1和min(4,PHASE-SEG1)之 间。 ➢时钟信息可由一位数值到另一位数值的跳变取得。 具有相同数值的连续位的最大个数是唯一而固定的， 这一特性提供了在帧期间总线单元重同步于位流的 可能性。可被用于重同步的两个跳变之间的最大长 度是29个位时间。
在CAN总线中，就故障界定而言，一个单元 （节点）可能处于三种状态：
➢ “错误激Leabharlann ”(“Error Active”) ➢ “错误认可”(“Error Passive”) ➢ “总线脱离”(“Bus off”)
CAN总线详细教程精心编制
CAN总线布置、构造和基本特点
考虑到信号旳反复率及产生出旳数据量，CAN总线系统分为 三个专门旳系统
• CAN驱动总线（高速），500Kbit/s，可基本满足实时要求。 • CAN舒适总线（低速），100 Kbit/s，用于对时间要求不高 旳情况。 • CAN“infotainment”总线（低速），100Kbit/s，用于对 时间要求不高旳情况。
Canbus旳收发器如图所示，使用一种电路进行控制，这么也就 是说控制单元在某一时间段只能进行发送或接受一项功能。 逻辑“1”：全部控制器旳开关断开；总线电平为5Vor3.5V； Canbus未通讯。 逻辑“0”：某一控制器闭合；总线电平为0伏； Canbus进行通
所以总线导线上就会出现两种状态： 状态1： 截止状态，晶体管截止（开关未接合） 无源： 总线电平=1，电阻高
◆ 基于CAN旳应用层协议应用较通用旳有两种：DeviceNet（适合于工厂底层自动 化） 和 CANopen（适合于机械控制旳嵌入式应用）。 ◆ 任何组织或个人都可以从DeviceNet供货商协会（ODVA）获得DeviceNet规范。 购买者将得到无限制旳、真正免费旳开发DeviceNet产品旳授权。 ◆ DeviceNet自2023年被确立为中国国家原则以来，已在冶金、电力、水处理、乳
汽车电子技术发展旳特点：
汽车电子控制技术从单一旳控制逐渐发展到 综合控制，如点火时刻、燃油喷射、怠速控 制、排气再循环。
电子技术从发动机控制扩展到汽车旳各个构 成部分，如制动防抱死系统、自动变速系统、 信息显示系统等。技术旳分类：
单独控制系统：由一种电子控制单元（ECU）控制 一种工作装置或系统旳电子控制系统，如发动机控 制系统、自动变速器等。
求
总之，使用汽车网络不但能够降低线束，而且 能够提升各控制系统旳运营可靠性，降低冗余 旳传感器及相应旳软硬件配置，实现各子系统 之间旳资源共享，便于集中实现各子系统旳在 线故障诊疗。
汽车级CAN总线详细教程看过了很好教学课件
车通信领域的应用优势。
CAN报文格式与传输机制
报文结构
详细解析CAN报文的组成结构， 包括帧起始、仲裁场、控制场、 数据场、CRC场、应答场和帧结
束等部分。
报文类型与标识符
解释数据帧、远程帧、错误帧、过 载帧等不同类型的CAN报文，以及 报文标识符的含义与作用。
数据传输过程
分步描述CAN报文在总线上的传输 过程，包括发送节点的仲裁、接收 节点的应答、数据的错误检测等环 节。
CAN总线的特点与优势
01
02
03
04
高速通信
CAN总线通信速率高，可达 1Mbps，适用于汽车高速通
信。
多主从结构
CAN总线采用多主从结构， 每个节点都可以发送消息，提
高了通信的灵活性。
可靠性高
CAN总线采用差分信号传输 ，具有抗干扰能力强、传输距
离远等优点。
实时性强
CAN总线采用短帧传输，传 输时间短，保证了通信的实时
CAN总线错误处理与故障界定
错误类型与检测：列举CAN 总线中可能出现的位错误、 填充错误、CRC错误、格式 错误和应答错误等，并解释 其检测原理。
错误处理机制：阐述CAN总 线的错误处理机制，包括错 误标志的设置、错误界限的 确定、错误帧的发送等。
故障界定与诊断：介绍如何 通过CAN总线的错误处理机 制，界定故障节点和故障类 型，以及相应的故障诊断方 法。
性。
硬件构成
详细介绍门窗控制系统的硬件组 成，如CAN总线接口、电机驱动 电路、传感器电路等，提供硬件
设计方案和电路图。
01
03
02 04
软件实现
阐述门窗控制系统的软件设计， 包括CAN总线通信、控制算法、 防夹手功能实现等，给出相应的 软件流程和代码片段。
CAN报文格式与传输机制
报文结构
详细解析CAN报文的组成结构， 包括帧起始、仲裁场、控制场、 数据场、CRC场、应答场和帧结
束等部分。
报文类型与标识符
解释数据帧、远程帧、错误帧、过 载帧等不同类型的CAN报文，以及 报文标识符的含义与作用。
数据传输过程
分步描述CAN报文在总线上的传输 过程，包括发送节点的仲裁、接收 节点的应答、数据的错误检测等环 节。
CAN总线的特点与优势
01
02
03
04
高速通信
CAN总线通信速率高，可达 1Mbps，适用于汽车高速通
信。
多主从结构
CAN总线采用多主从结构， 每个节点都可以发送消息，提
高了通信的灵活性。
可靠性高
CAN总线采用差分信号传输 ，具有抗干扰能力强、传输距
离远等优点。
实时性强
CAN总线采用短帧传输，传 输时间短，保证了通信的实时
CAN总线错误处理与故障界定
错误类型与检测：列举CAN 总线中可能出现的位错误、 填充错误、CRC错误、格式 错误和应答错误等，并解释 其检测原理。
错误处理机制：阐述CAN总 线的错误处理机制，包括错 误标志的设置、错误界限的 确定、错误帧的发送等。
故障界定与诊断：介绍如何 通过CAN总线的错误处理机 制，界定故障节点和故障类 型，以及相应的故障诊断方 法。
性。
硬件构成
详细介绍门窗控制系统的硬件组 成，如CAN总线接口、电机驱动 电路、传感器电路等，提供硬件
设计方案和电路图。
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软件实现
阐述门窗控制系统的软件设计， 包括CAN总线通信、控制算法、 防夹手功能实现等，给出相应的 软件流程和代码片段。
CAN总线详细教程
2000年，大众公司在PASSAT和 GOLF采用了带有网关的第二代 Canbus。
2003年，大众集团在新PQ35平台上使用五重 结构的Canbus系统，并且出现了单线的LINBUS。
CAN技术的发展
◆20世纪80年代，Bosch的工程人员开始研究用于汽车的串 行总线系统，因为当时还没有一个网络协议能完全满足汽车 工程的要求。参加研究的还有Mercedes-Benz公司、Intel 公司，还有德国两所大学的教授。 ◆ 1986年， Bosch在SAE（汽车工程人员协会）大会上提 出了CAN ◆ 1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526； 随后Philips半导体推出了82C200。 ◆ 1993年，CAN的国际标准ISO11898公布 从此CAN 协议被广泛的用于各类自动化控制领域。
CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了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。
CAN总线特点如下：
（1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻 主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。
CAN总线布置、结构和基本特点
CAN总线系统上并联有多个元件。这就要求整个系统的布置 满足以下要求：
• 可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起的）应能 准确识别出来
• 使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统应尽可能 保持原有功能，以便进行信息交换
• 数据密度大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态均相同， 这样就使得两控制单元之间不会有数据偏差。如果系统的某一 处有故障，那么总线上所有连接的元件都会得到通知。
求
CAN总线详细教程
第4讲 CAN 数据总线（CAN BUS）
CAN通信技术概述
CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域 网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计， CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的 产品采用了这一技术。 CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、 控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装 置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控 制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些 控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式 不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线 上述问题便得到很好地解决。
带有中央控制单元的车
带有三个中央控制单元的车
带有三个中央控制单元和总线系统的车
带有三个中央控制单元的CAN驱动网络
车用网络发展原因
电子技术发展----线束增加 线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用 智能交通系统的应用
汽车发展带来的问题 （1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来 越多汽车的整体布置空间缩小 （2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大 的线束 （3）大量的连接器导致可靠性降低。 粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛 盾越来越尖锐，电缆的体积、可靠性和重量成为越 来越突出的问题，而且也成为汽车轻量化和进一步 电子化的最大障碍，汽车的制造和安装也变得非常 困难。 （4）存在冗余的传感器。
Vo l v o 汽车近三十年来线束增长的情况
车用网络：通过总线将汽车上的各种电子装置与设 备连成一个网络，实现相互之间的信息共享，既减 少了线束，又可更好地控制和协调汽车的各个系统， 使汽车性能达到最佳。
汽车网络化的优点
布线简单，设计简化，节约铜材，降低成本。 可靠性提高，可维护性大为提高 实现信息共享，提高汽车性能 满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要 求 总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且 能够提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余 的传感器及相应的软硬件配置，实现各子系统 之间的资源共享，便于集中实现各子系统的在 线故障诊断。
CAN通信技术概述
CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域 网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计， CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的 产品采用了这一技术。 CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、 控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装 置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控 制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些 控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式 不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线 上述问题便得到很好地解决。
带有中央控制单元的车
带有三个中央控制单元的车
带有三个中央控制单元和总线系统的车
带有三个中央控制单元的CAN驱动网络
车用网络发展原因
电子技术发展----线束增加 线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用 智能交通系统的应用
汽车发展带来的问题 （1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来 越多汽车的整体布置空间缩小 （2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大 的线束 （3）大量的连接器导致可靠性降低。 粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛 盾越来越尖锐，电缆的体积、可靠性和重量成为越 来越突出的问题，而且也成为汽车轻量化和进一步 电子化的最大障碍，汽车的制造和安装也变得非常 困难。 （4）存在冗余的传感器。
Vo l v o 汽车近三十年来线束增长的情况
车用网络：通过总线将汽车上的各种电子装置与设 备连成一个网络，实现相互之间的信息共享，既减 少了线束，又可更好地控制和协调汽车的各个系统， 使汽车性能达到最佳。
汽车网络化的优点
布线简单，设计简化，节约铜材，降低成本。 可靠性提高，可维护性大为提高 实现信息共享，提高汽车性能 满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要 求 总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且 能够提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余 的传感器及相应的软硬件配置，实现各子系统 之间的资源共享，便于集中实现各子系统的在 线故障诊断。
汽车CAN总线详细教程_精心编制_不可错过
汽车CAN总线详细教程_精心编制_不可错过CAN总线是一种广泛应用于汽车领域的通信协议，它可以实现车内各个控制单元之间的数据交换和通信。
本篇文章将详细介绍CAN总线的原理、应用以及常见问题解决方法，帮助读者更好地理解和应用CAN总线。
一、CAN总线原理CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，由国际标准化组织（ISO）制定。
它采用了差分信号线，即CAN_H和CAN_L线，通过差值来表示数据位的状态，从而提高了抗干扰能力。
CAN总线主要包含两个基本元素：节点和总线。
在CAN总线中，每个节点都有唯一的地址，可以向总线上传输数据，也可以从总线上接收数据。
节点之间的通信是基于事件驱动的方式进行的。
当一个节点有数据要发送时，它会首先检查总线是否空闲，如果空闲则发送数据，否则等待。
二、CAN总线应用CAN总线在汽车领域应用广泛，其中最重要的应用之一是汽车电子控制单元（ECU）之间的通信。
通过CAN总线，不同的ECU可以传输各种信息，如引擎控制、传输控制、制动控制等。
这样可以实现各个系统之间的数据共享和协同工作，提高汽车性能和安全性。
此外，CAN总线还可以用于连接其他外设，如传感器、执行器等。
通过CAN总线，这些外设可以与其他ECU进行通信，实现数据的传输和处理。
三、CAN总线常见问题解决方法1.总线冲突：当多个节点同时发送数据时，可能会发生总线冲突。
解决方法是通过帧ID来确定优先级，具有较高优先级的节点可以打断正在发送数据的节点。
2.数据传输错误：由于CAN总线的差分信号线，抗干扰能力较强，但仍然有可能发生数据传输错误。
解决方法是使用CRC校验和来检测和纠正错误。
3.总线负载过高：当连接的节点数量过多或数据传输速率过高时，可能会导致总线负载过高。
解决方法是调整总线速率或分散数据传输。
4.总线错误报告：当一些节点发生错误时，可以通过CAN总线发送错误报告。
其他节点可以根据错误报告来采取相应措施。
CAN总线详细教程,精心编制,不可错过(共51张PPT)
集中控制系统：由一个电子控制单元（ECU）同时控制多 个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车底盘控制系统。
控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电子控制
单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统，各控制单元 （ECU）的共用信息通过总线互相传递。
带有中央控制单元的车
带有三个中央控制单元的车
带有三个中央控制单元和总线系统的车
带有三个中央控制单元的CAN驱动网络
车用网络发展原因
电子技术发展----线束增加
线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用
智能交通系统的应用
汽车发展带来的问题
（1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来越多 汽车的整体布置空间缩小
（2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大的线束 （3）大量的连接器导致可靠性降低。
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统上采 2001年，大众公司提高了Canbus的设计标
用了传送速率为62.5Kbit/m的Canbus。
准，将舒适系统Canbus提高到100Kbit/m,
驱动系统提高到500Kbit/m。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统上 增加了Canbus，传送速率为 500Kbit/m。
法拉利的虚拟仪表盘
汽车网络化的优点
布线简单，设计简化，节约铜材，降低成本。
可靠性提高，可维护性大为提高
实现信息共享，提高汽车性能
满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要 求
总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且能够 提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余的传感器 及相应的软硬件配置，实现各子系统之间的资源共 享，便于集中实现各子系统的在线故障诊断。
2. 技术规范的目的是为了在任何两个CAN仪器之间建立兼容性。可是， 兼容性有不同的方面，比如电气特性和数据转换的解释。为了达到 设计透明度以及实现灵活性，根据ISO/OSI参考模型，规范细分为以 下不同的层次：数据链路层和物理层(如图所示)。
控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电子控制
单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统，各控制单元 （ECU）的共用信息通过总线互相传递。
带有中央控制单元的车
带有三个中央控制单元的车
带有三个中央控制单元和总线系统的车
带有三个中央控制单元的CAN驱动网络
车用网络发展原因
电子技术发展----线束增加
线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用
智能交通系统的应用
汽车发展带来的问题
（1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来越多 汽车的整体布置空间缩小
（2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大的线束 （3）大量的连接器导致可靠性降低。
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统上采 2001年，大众公司提高了Canbus的设计标
用了传送速率为62.5Kbit/m的Canbus。
准，将舒适系统Canbus提高到100Kbit/m,
驱动系统提高到500Kbit/m。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统上 增加了Canbus，传送速率为 500Kbit/m。
法拉利的虚拟仪表盘
汽车网络化的优点
布线简单，设计简化，节约铜材，降低成本。
可靠性提高，可维护性大为提高
实现信息共享，提高汽车性能
满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要 求
总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且能够 提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余的传感器 及相应的软硬件配置，实现各子系统之间的资源共 享，便于集中实现各子系统的在线故障诊断。
2. 技术规范的目的是为了在任何两个CAN仪器之间建立兼容性。可是， 兼容性有不同的方面，比如电气特性和数据转换的解释。为了达到 设计透明度以及实现灵活性，根据ISO/OSI参考模型，规范细分为以 下不同的层次：数据链路层和物理层(如图所示)。
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求
总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且 能够提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余 的传感器及相应的软硬件配置，实现各子系统 之间的资源共享，便于集中实现各子系统的在 线故障诊断。
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统 上采用了传送速率为62.5Kbit/m的设计 标准，将舒适系统Canbus提高到 100Kbit/m, 驱动系统提高到500Kbit/m 。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统 上增加了Canbus，传送速率为 500Kbit/m。
2002年，大众集团在新PQ24平台上使用 带有车载网络控制单元的第三代Canbus 。
带有三个中央控制单元和总线系统的车
带有三个中央控制单元的CAN驱动网络
车用网络发展原因
电子技术发展----线束增加 线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用 智能交通系统的应用
汽车发展带来的问题
（1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来 越多汽车的整体布置空间缩小
（2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大 的线束
（6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。
（7）节点数实际可达110个。
（8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
（9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。
（10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用 廉价的双绞线即可，无特殊要求。
（11） 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切 断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。
CAN总线是一种串行数据通信协议， 其 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。
CAN总线特点如下：
（1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻 主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活 。
2000年，大众公司在PASSAT和 GOLF采用了带有网关的第二代 Canbus。
2003年，大众集团在新PQ35平台上使用五重 结构的Canbus系统，并且出现了单线的LINBUS。
CAN技术的发展
◆20世纪80年代，Bosch的工程人员开始研究用于汽车的串 行总线系统，因为当时还没有一个网络协议能完全满足汽车 工程的要求。参加研究的还有Mercedes-Benz公司、Intel 公司，还有德国两所大学的教授。 ◆ 1986年， Bosch在SAE（汽车工程人员协会）大会上提 出了CAN ◆ 1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526 ；随后Philips半导体推出了82C200。 ◆ 1993年，CAN的国际标准ISO11898公布 从此CAN 协议被广泛的用于各类自动化控制领域。
CAN的发展背景及其应用情况
CAN的起源
现代社会对汽车的要求不断提高，这些要求包括：极 高的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性；驾驶与使 用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。
在汽车设计中运用微处理器及其电控技术是满足这些 要求的最好方法，而且已经得到了广泛的运用。目前这些 系统有：ABS（防抱系统）、EBD（制动力分配系统）、 EMS（发动机管理系统）、多功能数字化仪表、主动悬架 、导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动CD 机等。
1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用) 和ISO11519（低速应用）。
CAN的规范从CAN 1.2 规范(标准格式)发展为兼 容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为标准格 式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大 多符合CAN2.0规范。
CAN总线特点
（3）大量的连接器导致可靠性降低。 粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛
盾越来越尖锐，电缆的体积、可靠性和重量成为越 来越突出的问题，而且也成为汽车轻量化和进一步 电子化的最大障碍，汽车的制造和安装也变得非常 困难。 （4）存在冗余的传感器。
Vo l v o 汽车近三十年来线束增长的情况
集中控制系统：由一个电子控制单元（ECU）同时 控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车 底盘控制系统。
控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电 子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统， 各控制单元（ECU）的共用信息通过总线互相传递。
带有中央控制单元的车
带有三个中央控制单元的车
车用网络：通过总线将汽车上的各种电子装置与设 备连成一个网络，实现相互之间的信息共享，既减 少了线束，又可更好地控制和协调汽车的各个系统， 使汽车性能达到最佳。
汽车网络化的优点
布线简单，设计简化，节约铜材，降低成本。 可靠性提高，可维护性大为提高 实现信息共享，提高汽车性能 满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要
第4讲 CAN 数据总线（CAN BUS）
CAN通信技术概述
CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域 网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计， CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的 产品采用了这一技术。
CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、 控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装 置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控 制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些 控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式 不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线 上述问题便得到很好地解决。
（2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满足不同的 实时要求。
（3）采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络 上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的 节点可不受影响地继续传输数据。
（4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式 接收数据。
（5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。
汽车电子技术发展的特点：
汽车电子控制技术从单一的控制逐步发展到 综合控制，如点火时刻、燃油喷射、怠速控 制、排气再循环。
电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组 成部分，如制动防抱死系统、自动变速系统、 信息显示系统等。
从汽车本身到融入外部社会环境。
现代汽车电子技术的分类：
单独控制系统：由一个电子控制单元（ECU）控制 一个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控 制系统、自动变速器等。
总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且 能够提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余 的传感器及相应的软硬件配置，实现各子系统 之间的资源共享，便于集中实现各子系统的在 线故障诊断。
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统 上采用了传送速率为62.5Kbit/m的设计 标准，将舒适系统Canbus提高到 100Kbit/m, 驱动系统提高到500Kbit/m 。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统 上增加了Canbus，传送速率为 500Kbit/m。
2002年，大众集团在新PQ24平台上使用 带有车载网络控制单元的第三代Canbus 。
带有三个中央控制单元和总线系统的车
带有三个中央控制单元的CAN驱动网络
车用网络发展原因
电子技术发展----线束增加 线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用 智能交通系统的应用
汽车发展带来的问题
（1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来 越多汽车的整体布置空间缩小
（2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大 的线束
（6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。
（7）节点数实际可达110个。
（8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
（9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。
（10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用 廉价的双绞线即可，无特殊要求。
（11） 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切 断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。
CAN总线是一种串行数据通信协议， 其 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。
CAN总线特点如下：
（1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻 主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活 。
2000年，大众公司在PASSAT和 GOLF采用了带有网关的第二代 Canbus。
2003年，大众集团在新PQ35平台上使用五重 结构的Canbus系统，并且出现了单线的LINBUS。
CAN技术的发展
◆20世纪80年代，Bosch的工程人员开始研究用于汽车的串 行总线系统，因为当时还没有一个网络协议能完全满足汽车 工程的要求。参加研究的还有Mercedes-Benz公司、Intel 公司，还有德国两所大学的教授。 ◆ 1986年， Bosch在SAE（汽车工程人员协会）大会上提 出了CAN ◆ 1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526 ；随后Philips半导体推出了82C200。 ◆ 1993年，CAN的国际标准ISO11898公布 从此CAN 协议被广泛的用于各类自动化控制领域。
CAN的发展背景及其应用情况
CAN的起源
现代社会对汽车的要求不断提高，这些要求包括：极 高的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性；驾驶与使 用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。
在汽车设计中运用微处理器及其电控技术是满足这些 要求的最好方法，而且已经得到了广泛的运用。目前这些 系统有：ABS（防抱系统）、EBD（制动力分配系统）、 EMS（发动机管理系统）、多功能数字化仪表、主动悬架 、导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动CD 机等。
1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用) 和ISO11519（低速应用）。
CAN的规范从CAN 1.2 规范(标准格式)发展为兼 容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为标准格 式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大 多符合CAN2.0规范。
CAN总线特点
（3）大量的连接器导致可靠性降低。 粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛
盾越来越尖锐，电缆的体积、可靠性和重量成为越 来越突出的问题，而且也成为汽车轻量化和进一步 电子化的最大障碍，汽车的制造和安装也变得非常 困难。 （4）存在冗余的传感器。
Vo l v o 汽车近三十年来线束增长的情况
集中控制系统：由一个电子控制单元（ECU）同时 控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车 底盘控制系统。
控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电 子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统， 各控制单元（ECU）的共用信息通过总线互相传递。
带有中央控制单元的车
带有三个中央控制单元的车
车用网络：通过总线将汽车上的各种电子装置与设 备连成一个网络，实现相互之间的信息共享，既减 少了线束，又可更好地控制和协调汽车的各个系统， 使汽车性能达到最佳。
汽车网络化的优点
布线简单，设计简化，节约铜材，降低成本。 可靠性提高，可维护性大为提高 实现信息共享，提高汽车性能 满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要
第4讲 CAN 数据总线（CAN BUS）
CAN通信技术概述
CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域 网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计， CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的 产品采用了这一技术。
CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、 控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装 置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控 制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些 控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式 不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线 上述问题便得到很好地解决。
（2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满足不同的 实时要求。
（3）采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络 上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的 节点可不受影响地继续传输数据。
（4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式 接收数据。
（5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。
汽车电子技术发展的特点：
汽车电子控制技术从单一的控制逐步发展到 综合控制，如点火时刻、燃油喷射、怠速控 制、排气再循环。
电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组 成部分，如制动防抱死系统、自动变速系统、 信息显示系统等。
从汽车本身到融入外部社会环境。
现代汽车电子技术的分类：
单独控制系统：由一个电子控制单元（ECU）控制 一个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控 制系统、自动变速器等。