CAN总线通信硬件原理图
常用车载网络系统(CAN)
④ 数据域。数据与（长度不确定，视具体情况而定，最大长 度为64bit）是信息的实质内容。
⑤安全域。安全域（长度为16bit）用于检验数据在传输中是 否出现错误。
⑥ 应答域。应答域（长度为2bit）是数据接收器发给数据发 送器的确认信号，表示接收器已经正确、完整地收到了发送 器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误，则接收 器会迅速通知发送器，以便发送器重新发送该数据。
2.4 过载帧
接收器在电路尚未准备好或在间歇 域期间检测到一个“显性”位时，会 发送过载帧，以延迟数据的传送。过 载帧包括过载标志和过载界定符两个 域。
3.CAN总线的传输速率 目前，CAN总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线
传输的，其最大稳定传输速率可达1000Kbit/s （1Mbit/s）。
大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为500Kbit/s， 并将CAN总线系统分为三个专门的系统：
① 驱动CAN总线（高速），亦称动力CAN总线，其标准传 输速率为500Kbit/s，可基本满足实时要求，主要用于发动机、 变速器、ABS、转向助力等汽车动力系统的数据传输。
常用车载网络系统
沈鸿星
Shen Hongxing
襄阳职业技术学院
Xiangyang Vocational and Technical College
2014.9
复习测试
1. 车用网络在汽车上的应用大致可以分为 哪4个系统？
复习测试
车载网络在汽车上的应用大致可以分为：
动力传动系统 车身系统 安全系统 信息系统。
⑦ 结束域。结束域（长度为7bit）标志着数据的结束。
3.2 远程帧
远程帧的功能是将数据请求从发送 器传到接收器。通过发送远程帧，作 为某数据接收器的控制单元会对不同 的数据传送进行初始化设置。 远程帧由开始域、仲裁域、控制域、 安全域、应答域和结束域6个不同的 域组成
快速了解CAN通讯原理及应用
快速了解CAN通讯原理及应用一张图看懂CAN总线的原理图1根据图1中简单来说CAN总线就如两根黄线，通信的原理就好比开一个电话会议，大家都同时拨进来，然后有各种不同的状态，比如：一个人说话，其他人听；或者多个人同时想发言，但也会让其中一个人先说，其他人听；还有一个人要求另一个人来说；还有些掉线了，卡顿了等等。
为了确保每次电话会议针对上述情况正确有效地进行，我们需要一些每个人都应该遵守的规则或协议。
CAN总线通信与这种电话会议形式既有相似之处，也有不同之处。
那究竟什么是CAN总线通信？CAN总线架构简介CAN总线是一种用于不同控制单元之间数据传输的导线。
CAN总线协议是ISO国际标准化的串行通信协议，由两个系列组成：ISO-11898和ISO-11519。
其定义有：ISO-11898定义了通信速率为125kbps~1Mbps的高速CAN通信标准，属于闭环总线，传输速率可达1Mbps，总线长度≤40米，如图2。
ISO11519定义了通信速率为10～125kbps的低速CAN通信标准，属于开环总线，传输速率为40kbps时，总线长度可达1000米，如图2。
图2CAN总线的应用CAN总线会有终端电阻，一般来说都是120欧姆，实际上在设计的时候，也是两个60欧姆的电阻串起来的，而总线上一般有两个120欧姆的节点。
终端电阻的作用有三个：1、提高干扰防护能力，快速消除高频低能量信号2、确保总线快速进入隐藏状态，这样寄生电容器的能量可以更快地耗散。
3、通过将它们放置在总线两端以减少反射能量来提高信号质量。
图3在学习CAN总线时，经常会看到CAN总线的电平分为显性电平与隐性电平，那么什么是显性的和隐性的呢？显式和隐式逻辑0与逻辑1之间的对应关系是什么？CAN通信逻辑0和1，显式和隐式。
电信号的传输是通过区分高电压和低电压来进行的，就像CAN通信一样。
CAN总线的两条信号线是CAN高（CAN_H）和CAN低（CAN_L）。
CAN总线
图2.5 CAN协议分层结构和功能
在以前版本的CAN规范中，数据链路层的LLC子层和MAC 子层的服务及功能分别被解释为“对象层”和“传输层”。 逻辑链路控制子层(LLC)的作用范围如下： •为远程数据请求以及数据传输提供服务。
M
M
M M
M M M 后座 单元
M M
M
空调 单元
后窗 单元
左前门 单元
M M
后门 单元
M M
பைடு நூலகம்
图例：
CAN LIN
加热器 灯具
M
电机 控制面板
图2-1
CAN数据传输舒适系统CANZONGXIAN
CAN总线连接了传动装置控制中央单元、灯控单元、门 控单元、座椅控制单元、空调单元以及仪表盘控制单元等等。
隐性状态下，VCAN-H和VCAN-L被固定为平均电压电平， 两者电压差为0。
显性状态下，VCAN-H和VCAN-L分别为3.5V和1.5V，两者 差分电压大于2V。如图2.4所示。
隐性状态
显性状态
隐性状态
图2.4
根据ISO 11898 的额定总线电平
2.3 CAN协议规范
2.3.1 基本术语 2.3.2 CAN的报文及结构 2.3.3 CAN的位仲裁技术
图2.2 ISO11898标准数据链路层和物理层结构图
2.2.1 CAN的网络拓扑
CAN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。其网络拓扑形式大多是总 线型结构，拓扑示意图见图2.3。 节点1 节点2 节点3 节点4
CAN总线
基于CAN的应用层协议应用较通用的有两种： DeviceNet（适合于工厂底层自动化） 和 CANopen（适合于机械控制的嵌入式应用）。 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 无限制的、真正免费的开发DeviceNet产品的授 权。 DviceNet自2002年被确立为中国国家标准以来， 已在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、 水泥、石化、矿山等各个行业得到成功应用， 其低成本和高可靠性已经得到广泛认同。
can总线传输的原理图
can总线传输的原理图
很抱歉，由于回答文本的限制，我无法提供原理图。
但是，我可以简要地描述一下CAN总线的传输原理。
CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车
领域的串行通信协议。
它采用了一种多主控制、多从机控制的通信方式。
在CAN总线上，所有节点都连接到同一根双绞线的两个信号
线CAN_H和CAN_L上。
CAN_H是高电平信号线，CAN_L
是低电平信号线。
CAN总线的通信是基于差分信号的，通过CAN_H和CAN_L之间的电压差来传输信息。
在CAN总线中，数据被分为帧进行传输，每个帧由四部分组成：起始位、ID字段、数据字段和CRC字段。
起始位用于同
步节点之间的时钟信号。
ID字段是帧的标识符，用于区分不
同的消息和节点。
数据字段用于传输实际的数据内容。
CRC
字段用于错误校验，以确保接收到的数据的准确性。
当一个节点要发送消息时，它会根据优先级判断是否可以发送。
如果总线上没有其他节点正在发送消息，那么它就可以发送自己的消息。
发送节点将自己的消息封装成帧，按照CAN总线
的协议进行传输。
其他节点在接收到消息后，会检查帧的ID
字段，如果它们的ID与自身匹配，则会接收并处理该消息。
总之，CAN总线通过差分信号传输数据，利用帧的结构和ID
字段来区分消息和节点，在多主控制的环境中实现高效的通信。
CAN总线网络设计
1 引言can（controller area network）即控制器局域网络，最初是由德国bosch公司为解决汽车监控系统中的自动化系统集成而设计的数字信号通信协议，属于总线式串行通信网络。
由于can总线自身的特点，其应用领域由汽车行业扩展到过程控制、机械制造、机器人和楼宇自动化等领域，被公认为最有发展前景的现场总线之一。
can总线系统网络拓扑结构采用总线式结构，其结构简单、成本低，并且采用无源抽头连接，系统可靠性高。
本设计在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等持点。
2 系统总体方案设计整个can网络由上位机（上位机也是网络节点）和各网络节点组成（见图1）。
上位机采用工控机或通用计算机，它不仅可以使用普通pc机的丰富软件，而且采用了许多保护措施，保证了安全可靠的运行，工控机特别适合于工业控制环境恶劣条件下的使用。
上位机通过can总线适配卡与各网络节点进行信息交换，负责对整个系统进行监控和给下位机发送各种操作控制命令和设定参数。
网络节点由传感器接口、下位机、can控制器和can收发器组成，通过can收发器与总线相连，接收上位机的设置和命令。
传感器接口把采集到的现场信号经过网络节点处理后，由can收发器经由can总线与上位机进行数据交换，上位机对传感器检测到的现场信号做进一步分析、处理或存储，完成系统的在线检测，计算机分析与控制。
本设计can总线传输介质采用双绞线。
图 1 can总线网络系统结构3 can总线智能网络节点硬件设计本文给出以arm7tdmi内核philips公司的lpc2119芯片作为核心构成的智能节点电路设计。
该智能节点的电路原理图如图2所示。
该智能节点的设计在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等特点，下面分别对电路的各部分做进一步的说明。
图2 can总线智能网络点3.1 lpc2119处理器特点lpc2119是philips公司推出的一款高性价比很处理器。
CAN总线详细讲解
（低速应用）。
– 如今CAN总线在自动化领域中作为现场总线普遍使用。 – 任何官方应用需要向 Bosch 支付费用。
CAN 总线系统-历史
现状:
由于CAN总线的特点，得到了Motorola，Intel，Philip，Siemence，NEC等公 司的支持，它广泛应用在离散控制领域，其应用范围目前已不仅局限于汽车行业， 已经在自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、 机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域中得到了广泛应用。
CAN 总线-优点
各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换—— CAN数据总线
通过该种数据传递形式，所有的信息，不管控制单元的多少和 信息容量的大小，都可以通过这两条数据线进行传递，能大规 模的减少系统的复杂性。
CAN 总线-优点
5 个控制器 10 个连接线
40-60 个控制器... 780-1000 个连接线
CAN-L =2.4V 电压差= 2.6V-2.4V =0.2V 逻辑“0”： CAN-H =3.5V
CAN-L =1.5V 电压差= 3.5V-1.5 =2.0V
37
CAN 总线组成-硬件（导线信号）
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CAN 总线组成-硬件（导线信号）
差分传输抗干扰具有很强的能力
由于CAN-H线和CAN-L线是紧密 的放置在一起的，所以干扰脉冲 X就总是有规律地同时作用在两 条线上。
CANV
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CAN 总线组成-硬件（导线信号）
奔驰CAN总线电压信号 4.65 0.65
CAN-H的高电平为：4.65伏 CAN-H的低电平为：2.6伏 CAN-L的高电平为: 2.4伏 CAN-L的低电平为：0.65伏 逻辑“1”：CAN-H =2.6V
CAN总线的原理及使用教程
MSCAN08/MSCAN12
24
MSCAN08通信实现
发送和接收函数
//--------------函数声明--------------------------// //发送1帧远程帧 unsigned char CANsnd1RFrm(unsigned int rid); //CAN发送1帧数据帧(数据长度<=8) unsigned char CANsnd1DFrm(unsigned int rid, unsigned char * databuf,unsigned char len); //查找空闲发送缓冲区 unsigned char GetSndBuf(void); //接收1帧
MSCAN08/MSCAN12
6
位速率
位速率(Bit Rate) 指总线的传输速率，下表列出了距离与 位速率的相关数据。这里的最大距离是指 不接中继器的两个单元之间的距离。
MSCAN08/MSCAN12
7
位定位与同步
标称位速率（Nominal Bit Rate）：理想的发送 器在没有重新同步的情况下每秒发送的位数量。 标称位时间（Nominal Bit Time）：是标称位速 率的倒数。分成几个不重叠的片段：同步段 (SYNC_SEG ） 、 传 播 段 (PROG_SEG) 、 相 位 段 1(PHASE_SEG1)、相位段2(PHASE_SEG2)。
unsigned char CANrcv1Frm(unsigned char * canrcvbuf);
MSCAN08/MSCAN12 25
MSCAN08自环通信测试实例
(1)．回环工作方式测试工程文件列表
表 17-8 回环工作方式测试工程文件列表 工程文件名 所在路径 文件类型 文件名 GZ60C.h Includes.h Type.h 头文件 CANInit.h CAN.h Commsubs.h vectors.c C语言 子函数文件 C语言主函数 MCUInit.c CANInit.c CAN.c Main.c CANSelfTest.prj MC08Ex2007\GP32\GP32C\C16_CAN\01_SelfTest 功能简述 芯片头文件 总头文件 数据类型头文件 声明CAN初始化函数 CAN收发子函数头文件 串行通信等通用子函数头 文件 中断向量表 芯片系统初始化函数定义 MSCAN08初始化函数定义 CAN收发子函数定义 主函数 讲解章节 参见工程实例 [08C工程文件组织] 5.3 [08C工程文件组织]5.3 本章 本章 参见工程实例 参见工程实例 参见工程实例 [本章] [本章] [本章]
汽车can总线工作原理及测量方法详解
汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。
CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。
CB311CAN总线的结构如图1所示。
图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。
CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。
2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。
它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。
同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。
3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。
两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。
通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。
4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。
CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。
汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。
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CAN总线通信硬件原理图(采用TJA1050T CAN总线驱
关键字：
CAN总线通信硬件原理图(采用TJA1050T CAN总线驱动器)
F040中内置CAN总线协议控制器，只要外接总线驱动芯片和适当的抗干扰电路就可以很方便地建立一个CAN总线智能测控节点。
本设计中采用PHILIP公司的TJA1050T CAN总线驱动器。
CAN总线通信硬件原理图如图3所示。
图中F040 的CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX并不直接连接到TJA1050T的RXD和TXD端，而是经由高速光耦6N137进行连接，这样做的目的是为了实现CAN 总线各节点的电气隔离。
为了实现真正意义上完全的电气隔离，光耦部分的VA 和VB必须通过DC-DC模块或者是带有多个隔离输出的开关电源模块进行隔离。
为防止过流冲击，TJA1050T的CANH和CANL引脚各通过一个5Ω的电阻连接到总线上。
并在CANH和CANL脚与地之间并联2个30P的电容，用于滤除总线上高频干扰。
而防雷击管D1和D2可以起到发生瞬变干扰时的保护作用。
TJA1050T的8脚连接到F040的一个端口用于模式选择，TJA1050T有两种工作模式用于选择，高速模式和静音模式。
TJA1050T正常工作在高速模式，而在静音模式下，TJA1050T的发送器被禁能，执行只听功能，可用于防止由于CAN控制器失控而造成的网络阻塞。
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