上海大众帕萨特CAN数据总线的结构原理
上海大众新帕萨特轿车_39_驱动系统 CAN 总线联网,便捷系统和信息娱乐系统
B415 B421 B383 B390 B397 B406
电路图
R12
T38 /31
R12
T38 /23
0.35 or/vi
*4
0.35 or/br
*4
ws = 白色
B415
sw = 黑色
ro = 红色
B421
rt = 红色
br = 褐色
gn = 绿色
B383 bl = 蓝色
gr = 灰色
li B390 = 淡紫色
ws = 白色 B415 sw = 黑色
ro = 红色 rt B421 = 红色
br = 褐色 gn = 绿色 B383 bl = 蓝色 gr = 灰色 li B390 = 淡紫色 vi = 淡紫色 ge = 黄色 B397 or = 橘黄色 rs = 粉红色
B406
A42-039071012
WI-XML
编号 39 / 2
蓄电池, 端子 15 供电继电器, 车载电网控制单元, 端子 30 导线分线器
A
- 蓄电池
G397 - 雨水与光线识别传感器
J329 - 端子 15 供电继电器
J400 - 刮水器马达控制单元
J519 - 车载电网控制单元
SB17 SB25 T3a T4a T52b TV2
44
366
0.35 or/sw
0.35 or/br
T3aj /2 LIN
Y
T16i /13 LIN
J245
372
2.5 br
T16b
T16b
T16b
/5
/4
/15
T16b
T16b
/6
/14
U31
汽车CAN数据传输系统的原理及故障实例
汽车CAN数据传输系统的原理及故障实例1)什么是数据总线一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。
以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线。
(2)为什么要采用数据总线我们知道，汽车两块电脑之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线(信号传输线的接地端可以采用公共回路)，例如，宝来轿车发动机电控单元J220与自动变速器电控单元J217之间就需要有5条信号传输线。
如果传递信号项目多还需要更多的信号传输线，这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。
(3)什么是CAN协议电子计算机网络用电子语言来说话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语言，这种语言称“协议”，汽车电脑网络常见的传输协议有数种。
宝来车装用博世公司产品，数据总线采用CAN协议，这个协议是由福特、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。
CAN是ControllerAreaNetwork(控制单元区域网络)的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。
(4)CAN数据传输系统的优点数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是：①将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。
②电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。
③如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。
④各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。
⑤CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。
2．CAN数据传输系统构成及工作原理(1)CAN数据传输系统构成CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器，一个CAN收发器；每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。
can总线 原理
can总线原理
CAN总线是一种广泛应用于车载网络和工业控制系统中的串
行通信协议。
它基于CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）和差分信号传输技术，能够实现高效可靠的数据传输。
CAN总线的原理如下：
1. 物理层：CAN总线采用差分信号传输技术，使用两根同轴
电缆来传输数据和信号。
其中一根电缆传输高电平信号，另一根电缆传输低电平信号，两根电缆之间的电压差代表着传输的数据。
2. 数据帧：在CAN总线中，数据被封装成帧进行传输。
每个
数据帧由两部分组成：标识符（Identifier）和数据域（Data Field）。
标识符用于区分不同的消息和设备，数据域用于存
储实际传输的数据。
3. 仲裁机制：当多个设备同时发送数据帧时，CAN总线通过
仲裁机制来确定哪一个设备具有发送优先权。
仲裁机制使用位级别的比较来确定标识符的优先级，标识符的低位优先级高。
4. 帧有效性检测：CAN总线中每个设备都会对发送的数据帧
进行错误检测，以确保传输的可靠性。
这包括检查接收的数据帧是否有误码、位错误、位略符错误和CRC（循环冗余校验）错误。
5. 错误处理：当CAN总线上发生错误时，每个设备能够通过
错误报告机制获得有关错误类型和位置的信息，并采取相应的
措施进行纠正或处理。
总的来说，CAN总线通过差分信号传输、仲裁机制、帧有效性检测和错误处理等机制，可以实现高效可靠的数据传输，广泛应用于车载网络和工业控制系统中。
can总线的原理
can总线的原理CAN总线的原理CAN总线，全称Controller Area Network，是一种高度可靠的、高速的、串行通信总线，常被应用于汽车电子、工业控制和航空航天等领域。
CAN总线的原理主要包括物理层、数据链路层和应用层。
一、物理层CAN总线的物理层是基于差分传输的。
它使用两条线CAN_H和CAN_L，当CAN_H线电压高于CAN_L线电压时，表示逻辑为1，当CAN_L线电压高于CAN_H线电压时，表示逻辑为0。
CAN总线的差分传输方式具有很强的抗干扰能力，能够有效地抵抗电磁干扰和噪声等干扰。
二、数据链路层CAN总线的数据链路层主要包括帧格式、帧发送和接收机制。
CAN 总线的帧格式包括起始位、帧类型、数据长度、数据区、帧校验和和结束位。
其中，起始位和结束位用于标识一个CAN总线帧的开始和结束，帧类型用于标识数据帧或远程帧，数据长度用于标识数据区的长度，数据区用于存储数据或请求数据，帧校验和用于确认数据的正确性。
CAN总线的帧发送机制采用分时复用和优先级控制的方法，即不同节点通过CAN总线共享相同的带宽，同时通过优先级控制来实现节点之间的数据传输。
当多个节点同时发送数据时，CAN总线会按照节点的优先级进行数据传输，优先级越高的节点先发送数据。
CAN总线的帧接收机制采用广播方式，即所有节点都能够接收到总线上的数据帧，并采用校验和来判断数据的正确性。
如果数据校验和正确，则可以接收数据，否则舍弃数据。
三、应用层CAN总线的应用层是通过标准的数据格式和协议来实现节点之间的数据交换。
CAN总线的应用层支持多种数据类型，包括数字、模拟和状态等，并支持多种通信协议，如CANopen、J1939和DeviceNet等。
CAN总线的原理是基于差分传输的物理层、帧格式、帧发送和接收机制以及应用层协议。
它具有高度可靠的性能、高速的传输速率和良好的抗干扰能力，广泛应用于汽车电子、工业控制和航空航天等领域。
上海大众帕萨特CAN数据总线的结构原理教学提纲
TCS要求 EBC要求 ABS应用 EDL介入 ESP介入
车轮转速，左前 车轮转速，右前 车轮转速，左后 车轮转速，右后
16
5、主要特性
串行接口具有：信息传递有次 序性，控制单元不平等。
优先权：方法是大众与波许共 同定义。
控制单 元A
控制单 元B
控制单发动机控制单元
2020/6/15
11
无CAN-BUS
每项信息通过独立的数据线进行交换。 缺点：线的数量和控制单元插脚增多
传感器和执行机构 2020/6/15
中央控制单元 12
有CAN-BUS
各控制单元间的所有信息都通过两根数据线进行交换。
动力总线连接三个控制单元
2020/6/15
动力总线只有点火开关打开时工作
2020/6/15
2
2、什么是CAN Bus
Data Bus——控制单元数据公共汽车。根据国际通用数据通信协议， 通过一根或两根数据线，在电控单元间传递数字数据信号。
CAN——控制单元通过网络交换数据。 Controller——控制单元 Area——局域领域 Network——相互连接网络
CAN Bus——应用标准化CAN数据通信协议通讯系统
应用领域：汽车、数控机床、工程机械等
2020/6/15
3
CAN总线特点
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 。
大众汽车总线系统组成驱动系统CAN总线高速ppt
CAN总线软件测试方法
01
CAN总线软件测试概 述
包括功能测试、性能测试、可靠性和 安全性测试等。
02
CAN总线软件测试工 具
包括CANoe、CANalyzer和台架试验 设备等，用于测试CAN总线软件的性 能和功能。
03
CAN总线软件测试内 容
包括通信测试、数据链路层测试、应 用层测试和诊断功能测试等。
传输介质
CAN总线采用双绞线作为传输介质，具有较高 的可靠性和抗干扰能力。
3
接收器
CAN接收器用于接收总线上的数据并将其传输 到控制器或执行器。
CAN总线的拓扑结构
星型结构
CAN总线系统中的节点以星型结构连接，每个节点都可以通过总线与控制器 进行通信。
网状结构
多个星型结构相互连接形成网状结构，提高系统的可靠性和容错能力。
物理层
02
CAN总线物理层包括传输线、终端电阻、光电耦合器等，用
于实现信号的传输和接收。
驱动器
03
CAN总线驱动器用于将控制器输出的电平信号转化为能够在
总线上传输的信号。
CAN总线硬件协议
CAN协议规定了在CAN总线上传输数据的格 式和规则，包括数据帧、远程帧、位填充等。
CAN协议还定义了节地址和寄存器地址，用于 标识CAN节点和存储器地址。
05
CAN总线可靠性设计
CAN总线的可靠性问题
电磁干扰（EMI）
CAN总线受到周围电磁信号的干 扰，导致数据传输错误。
故障安全问题
CAN总线系统可能会出现故障， 导致车辆运行不安全。
数据传输延迟
随着车辆控制系统的复杂性和集 成性的增加，CAN总线的数据传 输延迟问题越来越突出。
上海大众帕萨特CAN数据总线的结构原理
ABS/ESP控制单元
TCS要求 EBC要求 ABS应用 EDL介入 ESP介入
车轮转速，左前 车轮转速，右前 车轮转速，左后 车轮转速，右后
2020/11/4
团结 信赖 创17造 挑战
5、主要特性
串行接口具有：信息传递有次 序性，控制单元不平等。
优先权：方法是大众与波许共 同定义。
控制单 元A
控制单 元B
二进制和十六进制
A = 10 B = 11 C = 12 D = 13 E = 14 F = 15
2020/11/4
十六进位例如:
3AB7
3AB7
7 x 160 = 7 x 1 =
7
11 x 161 = 11 x 16 = 176
10 x 162 = 10 x 256 = 2560
3 x 163 = 3 x 4096 = 12288
8比特信息
水温传感器使用8比特信号的举例
一个8比特信息有256不同的值
27
26
25
24
23
22
21
20 相对对字应的数 v对al应ue
的数 的温
128 64 32 16 8
4
2
1 字de
0
0
0
0
00C
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0.50C
0
0
0
0
0
0
1
0
2
10C
…
…
…
1
0
0
0
1
0
2020/11/4
团结 信赖 创16造 挑战
注：
TCS-驱动力控制
CAN总线的工作原理
CAN总线的工作原理CAN（Controller Area Network）是一种常用的现场总线网络协议，广泛应用于汽车、工业控制、医疗设备等领域。
CAN总线的工作原理主要包括物理层、数据链路层和应用层。
1.物理层：CAN总线采用差分信号传输，使用两根传输线CANH和CANL，通过在CANH和CANL上传输差分信号来表示数字信号。
CAN总线的物理层特点包括差分信号传输、抗干扰能力强和网络线缆可靠性高等。
CAN总线使用120欧姆总线终端电阻来消除信号的反射。
2.数据链路层：CAN总线的数据链路层采用CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）协议。
在发送消息之前，节点首先进行总线空闲检测。
如果总线空闲，节点开始发送消息；如果检测到总线上有其他节点正在发送消息，节点将等待，直到总线空闲。
当多个节点同时发送消息时，可能会发生冲突，这时节点会检测到碰撞，并且会根据设定的优先级和标识符决定是继续发送还是放弃发送。
3.应用层：应用层是CAN总线的顶层协议，定义了消息格式和标识符的使用。
CAN消息由帧组成，分为标准帧和扩展帧两种。
标准帧包含11位标识符，扩展帧包含29位标识符。
CAN消息还包括控制位、数据位、CRC等。
发送节点使用标识符来定义消息的优先级，接收节点根据标识符来识别并处理消息。
1.初始化：CAN节点在上电后进行初始化，包括配置节点ID（用于标识节点身份）、设置波特率（用于定义数据传输速率）、设置过滤器（用于选择需要接收的消息）等。
2.发送消息：发送节点准备要发送的消息，包括填充消息数据和设置标识符。
发送节点首先进行总线空闲检测，如果总线空闲，则发送消息。
如果检测到总线上有其他节点正在发送消息，发送节点等待，直到总线空闲。
发送节点发送完整的CAN消息帧，包括标识符、控制位、数据位和CRC等。
3.碰撞检测和冲突解决：当多个节点同时发送消息时，可能会发生冲突。
接收节点会检测到碰撞，并且会根据设定的优先级和标识符决定是继续发送还是放弃发送。
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2020/7/15
4
CAN总线特点
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。
VAN Bus 用于标志、雷诺、雪铁龙等，菲利普公司产品。
J1850-HBCC 用于福特，莫托罗拉公司产品。
J1850-DLC 用于通用，莫托罗拉公司产品。
2020/7/15
9
4、CAN Bus的优点
1)数据传递更安全可靠; 2)低成本; 3)高速实时传递; 4)有条件实现单线功能; 5)适用于各种汽车; 6)开放的标准.
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。
2020/7/15
5
（4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几制单元
完成其全部控制功能需要：45根线 和9个插头。
2020/7/15
15
有CAN－BUS
车门控制单元
完成其全部控制功能只需：最多17 根线，2个插头即可。
2020/7/15
16
注：
TCS-驱动力控制
EBC-发动机制动力 控制
CAN-BUS信息交换
EDL-电子差速器锁 止
（5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。
（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。
2020/7/15
12
无CAN-BUS
每项信息通过独立的数据线进行交换。 缺点：线的数量和控制单元插脚增多
传感器和执行机构
2020/7/15
中央控制单元
13
有CAN-BUS
各控制单元间的所有信息都通过两根数据线进行交换。
动力总线连接三个控制单元
2020/7/15
动力总线只有点火开关打开时工作
14
CAN数据总线结构原理 徐小山
2020/7/15
1
一、概述
1、开发CAN Bus 系统的理由
安全、舒适及排放方面需求 电气元件的增加
更多控制单元间大量高速传递需求
实现减轻车身重量
2020/7/15
2
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。
2020/7/15
3
2、什么是CAN Bus
Data Bus——控制单元数据公共汽车。根据国际通用数据通信协议， 通过一根或两根数据线，在电控单元间传递数字数据信号。
CAN——控制单元通过网络交换数据。 Controller——控制单元 Area——局域领域 Network——相互连接网络
CAN Bus——应用标准化CAN数据通信协议通讯系统
变速箱控制单元
ESP-电子稳定程序 额定发动机扭矩 额定发动机转速
可执行怠速
转速控制调节 超速切断支持 离合器保护 离合器状态
变速箱 控制单 元发送 信息
CAN CAN
离合器扭矩
（
档位变换、动作/不动作
低
压缩机切断
）
换档杆位置/行驶位置
汽车车速
档位指示
（
当前档位或目标档位
高
发动机控制单元编码
）
应息急）运行程序（自诊断信
2020/7/15
10
无CAN-BUS，需要5条信号线 例如： 帕萨特 B5 01V AG5
发动机控制单元
发动机转速
燃油消耗 节气门位置
发动机干预 升档/降档
自动变速器控制单元
2020/7/15
11
有CAN-BAS，只需2条总线
例如：帕萨特B5 01V AG5
发动机转速 燃油消耗 节气门位置 发动机干预 升档/降档
车载诊断状态 变速箱控
制单元接
2020/7/15
受和计算 信息
发动机控制单元
发动机转速 额定怠速转速 实际发动机扭矩 冷却液温度 强制减档信息 加速踏板位置 制动灯开关 制动踏板开关 进气温度 CCS状态（定速巡航） CCS额定车速 海拔高度信息 空调压缩机状态 应急运行程序（自诊断信息）
ABS/ESP控制单元
•对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，而其他用户则选择忽 略
2020/7/15
8
3、CAN总线传输发展史
1983-1986年 大众与Bosch制定 软件协议，由Intel 生产控制器。
1990年 首次应用于汽车 奔驰 S级 12 缸发动机的汽车。
1996年 用于奥迪 A8 D2自动变速器 3.7升 V8 01V AG5的汽车。 1997年 用于帕萨特 B5 AG。 1998年 用于宝来、高尔夫 A4 AG。
TCS要求 EBC要求 ABS应用 EDL介入 ESP介入
车轮转速，左前 车轮转速，右前 车轮转速，左后 车轮转速，右后
17
5、主要特性
串行接口具有：信息传递有次 序性，控制单元不平等。
优先权：方法是大众与波许共 同定义。
控制单 元A
控制单 元B
控制单 元C
2020/7/15
18
（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。
2020/7/15
6
CAN数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输大量乘 客，CAN数据总线包含大量的数据信息。
CAN总 线
2020/7/15
7
•CAN数据总线的数据传递类似于电话会议