CAN总线系统介绍
CAN总线简介(2024版)
驱动系统的高速CAN
• 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。
倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束，节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根，应用总线 CAN 则
只需要 2 根。（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
汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况
• （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。
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。 数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快，这样才能满足实时要求。
• （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。
原车CAN总线升级系统
某汽车改装企业为客户定制了一套改装方案，其中涉及到 CAN总线升级系统。通过升级系统，实现了对车辆灯光、 音响、安全等多个方面的个性化控制，提高了车辆的舒适 性和安全性。
05 CAN总线升级系统的未来 发展趋势和展望
CAN总线升级系统的技术发展趋势
更高传输速率
随着汽车电子系统的日益复杂，CAN总线需要更高的传输速率以满足数据传输需求。未来，CAN总线将向更高的传 输速率发展，以支持更多的节点和更快速的数据交换。
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案例分析
某汽车维修企业针对一款老旧车型的CAN总线进行了 升级，通过升级系统，实现了对车辆故障的快速诊断 和修复，提高了维修效率和客户满意度。
汽车改装企业中的应用场景和案例分析
要点一
应用场景
要点二
案例分析
汽车改装企业在为客户定制改装方案时，需要对原车CAN 总线进行升级，以实现更个性化的车辆控制和智能化功能 。
03 CAN总线升级系统介绍
CAN总线升级系统的原理和功能
原理
CAN总线升级系统基于CAN总线协议，通过在原车上加装CAN总线设备，实现对原车CAN总线的升级和扩展。
功能
CAN总线升级系统可以实现多种功能，如数据采集、远程控制、故障诊断等，提升原车的智能化和便利性。
CAN总线升级系统的优点和效益
VS
CAN总线由德国BOSCH公司开发， 最早在汽车行业中得到广泛应用，现 已成为国际标准ISO11898。
CAN总线的特点
分布式网络架构
可靠性高
CAN总线采用多主控制方式， 网络上任意节点均可主动向 网络上其他节点发送信息， 通信具有广播效应。
CAN总线采用差分信号传输 方式，抗干扰能力强，可靠 性高。
CAN总线系统介绍
CAN总线系统介绍CAN总线系统的设计目标是减少电缆数量，简化系统连接，并且能够处理实时应用的高要求。
它使用了一种基于广播的多主机通信方式，可以同时传输多个消息，并且能够实现高速的数据传输。
CAN总线系统包括了CAN协议、物理层、硬件和软件等多个组成部分。
首先，CAN协议定义了消息传输的格式和规范。
它规定了CAN帧的结构，包括报文的ID、数据和错误检测等。
CAN协议具有优先级机制，能够处理多个消息的冲突，并能够实现实时性要求。
CAN协议还定义了错误检测和重试机制，可以确保消息传输的可靠性。
其次，CAN总线系统的物理层定义了电气特性和传输速率。
CAN总线采用双绞线作为传输介质，可以实现长距离的数据传输。
物理层的标准规定了不同传输速率下的电压和波特率等。
CAN总线系统支持多种传输速率，常见的有500kbps和1Mbps等。
CAN总线系统的硬件主要包括控制器和节点设备。
控制器是CAN总线系统的核心，负责实现CAN协议、处理消息传输和管理总线。
节点设备连接在总线上，通过控制器进行数据传输和通信。
节点设备可以是传感器、执行器或其他嵌入式设备。
最后，CAN总线系统还涉及到软件开发和应用。
开发者可以使用各种编程语言和开发工具进行CAN总线系统的软件设计和开发。
常见的软件开发任务包括消息的发送和接收、错误处理和数据解析等。
应用方面，CAN总线系统广泛应用于汽车领域，包括发动机控制、车载网络和车身电子等。
此外，它还可以应用于工业自动化、航空航天和医疗设备等领域。
总之，CAN总线系统是一种用于实时应用的通信协议和硬件总线。
它通过CAN协议定义了消息传输的格式和规范，通过物理层定义了电气特性和传输速率，通过硬件实现了设备之间的数据传输。
CAN总线系统广泛应用于车辆电子系统、工业自动化和其他嵌入式系统，为多个设备提供可靠的通信和数据传输。
CAN总线详解
汽车CAN总线详解概述CAN（Controller Area Network）总线协议是由 BOSCH 发明的一种基于消息广播模式的串行通信总线，它起初用于实现汽车内ECU之间可靠的通信，后因其简单实用可靠等特点，而广泛应用于工业自动化、船舶、医疗等其它领域。
相比于其它网络类型，如局域网（LAN, Local Area Network）、广域网（WAN, Wide Area Network）和个人网（PAN, Personal Area Network）等，CAN 更加适合应用于现场控制领域，因此得名。
CAN总线是一种多主控（Multi-Master）的总线系统，它不同于USB或以太网等传统总线系统是在总线控制器的协调下，实现A节点到B节点大量数据的传输，CAN网络的消息是广播式的，亦即在同一时刻网络上所有节点侦测的数据是一致的，因此比较适合传输诸如控制、温度、转速等短消息。
CAN起初由BOSCH提出，后经ISO组织确认为国际标准，根据特性差异又分不同子标准。
CAN国际标准只涉及到 OSI（开放式通信系统参考模型）的物理层和数据链路层。
上层协议是在CAN标准基础上定义的应用层，市场上有不同的应用层标准。
发展历史1983年，BOSCH开始着手开发CAN总线；1986年，在SAE会议上，CAN总线正式发布；1987年，Intel和Philips推出第一款CAN控制器芯片；1991年，奔驰500E 是世界上第一款基于CAN总线系统的量产车型；1991年，Bosch发布CAN 2.0标准，分 CAN 2.0A （11位标识符）和 CAN 2.0B （29位标识符）；1993年，ISO发布CAN总线标准（ISO 11898），随后该标准主要有三部分：ISO 11898-1：数据链路层协议ISO 11898-2：高速CAN总线物理层协议ISO 11898-3：低速CAN总线物理层协议注意：ISO 11898-2和ISO 11898-3物理层协议不属于BOSCH CAN 2.0标准。
CAN总线介绍
CAN总线介绍CAN总线，即控制器区域网络（Controller Area Network），是一种国际标准的串行通信协议，用于在汽车和工业领域中进行高速数据传输。
CAN总线的设计目标是提供一个可靠、高效、实时的通信方式，以满足复杂系统的需求。
下面将详细介绍CAN总线的特点、结构、工作原理以及应用领域。
一、CAN总线的特点：1.高可靠性：CAN总线采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力，能够在恶劣的工作环境下保持稳定的通信质量。
2.高效性：CAN总线采用了固定格式的数据帧和强大的错误检测与修复机制，使得数据传输更加高效可靠。
3.实时性：CAN总线支持实时性要求较高的应用，可以实现微秒级的数据传输延迟。
4.灵活性：CAN总线可以连接多个节点，节点之间可以通过CAN总线进行双向通信，同时支持错误检测与错误恢复。
5.易于应用：CAN总线采用了开放式的标准协议，有着广泛的支持和应用经验，易于集成和开发。
二、CAN总线的结构：1. 主控器（Master）：负责总线管理，包括数据的发送和接收、帧结构的解析、错误处理等。
2. 从控器（Slave）：负责接收主控器发送的数据帧，并根据需要进行相应的处理和响应。
3.总线线缆：用于在各个节点之间传输数据和控制信息的物理介质。
4. 高速传输率：CAN总线通常有两种速率可选，分别是高速CAN（1Mbps）和低速CAN（125kbps）。
三、CAN总线的工作原理：1.数据帧格式：CAN总线的数据帧包括了4个主要部分：起始符、控制字段、数据字段和结束符。
其中，控制字段包括了帧类型、帧长度、帧优先级、帧标识符等信息。
2.帧结构与地址：CAN总线通过帧标识符来区分不同的数据帧，并根据优先级进行数据传输，同时可以通过标识符来实现多个不同类型的数据帧。
3.错误检测与修复：CAN总线采用循环冗余校验（CRC）方法进行错误检测和修复，可以检测到传输过程中的位错误、帧错误等，并进行相应的错误恢复措施。
can总线介绍
1. CAN总线的产生与发展控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）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。
控制器局部网将在我国迅速普及推广。
随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。
由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。
分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。
这类系统是以微型机为核心，将 5C技术--COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT （显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。
它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。
典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。
现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。
现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。
尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。
同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。
控制器局部网 CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在这种背景下应运而生的。
由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。
为此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了 CAN技术规范（VERSION 2.0）。
can总线第二章can总线系统原理
can总线第二章can总线系统原理CAN总线是一种串行通信总线，广泛应用于汽车电子系统、工业自动化和航空航天等领域。
CAN总线的设计目标是提供高可靠性、实时性和可扩展性的通信解决方案。
本文将详细介绍CAN总线的系统原理。
CAN总线系统由以下几个主要组成部分构成：CAN控制器、CAN收发器、CAN总线和节点。
CAN控制器负责管理和控制通信过程，而CAN收发器则负责将控制器发送的数字信号转换为电压信号，并将接收到的电压信号转换为数字信号。
CAN总线是连接各个节点的物理介质，节点则是CAN 总线上的设备或系统。
CAN总线采用差分信号传输，即通过两条线分别传输正负两个信号。
这种差分传输方式可以减小干扰对信号的影响，提高通信的可靠性。
CAN 总线使用非归零码(NRZ)编码方式，即不使用0和1两种信号电平来表示数据，而是使用高低电平的变化表示数据位的变化。
CAN总线采用了CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)的工作方式。
在CAN总线上，每个节点都可以发送和接收数据。
当一个节点要发送数据时，它首先监听总线上是否有其他节点正在发送数据。
如果没有冲突，则该节点发送数据；如果发现冲突，则停止发送数据，并等待一个随机的时间后再次尝试发送。
CAN总线支持广播和点对点通信。
广播是指一个节点向所有其他节点发送相同的数据，而点对点通信是指一个节点向另一个节点发送特定的数据。
广播通信可以实现消息的快速传播，而点对点通信可以实现节点之间的私密通信。
CAN总线提供了多种帧类型，包括数据帧、远程帧和错误帧。
数据帧用于传输实际的数据，远程帧用于请求其他节点发送数据，而错误帧用于传输错误信息。
每个帧都包含标识符、控制位、数据和校验字段。
标识符用于唯一标识每个帧，控制位用于指示帧的类型，数据字段用于存储实际的数据，而校验字段用于检测数据传输过程中是否发生错误。
CAN总线具有很高的实时性和可靠性。
它支持多个节点同时发送和接收数据，并且可以在微秒级的时间内完成数据传输。
CAN总线的介绍
CAN总线的介绍CAN总线是指控制器局域网络（Controller Area Network）的缩写，是一种被广泛应用于汽车电子系统的通信总线。
它最初由德国汽车制造商BOSCH于1983年开发，用于解决传统有线电缆在多个控制单元之间进行数据传输过程中所遇到的问题。
CAN总线的设计目标是提供高可靠性的实时通信，优化汽车电子系统的性能，并节省系统成本。
CAN总线的特点之一是在一个相对短的物理线路上能实现高速数据传输。
它的传输速率通常为1 Mbps，且可在特殊情况下扩展至10 Mbps。
CAN总线可以支持多达110个节点连接在同一总线上，并且在同一车辆或系统内部的多个子网之间提供通信。
CAN总线使用了一种全双工的通信方式，即任何节点都可以同时发送和接收数据。
这也意味着不同的节点可以通过总线实时地进行数据沟通。
此外，CAN总线还具备高度容错性和冗余性，即使在总线上存在故障或节点故障的情况下，仍能保持通信稳定和可靠。
CAN总线的传输机制采用了一种基于优先级的非中断方式。
当一个节点想要发送数据时，它会使用一个帧来尝试传输。
如果总线上没有其他节点正在发送数据，则该帧可以立即传输。
如果有多个节点同时发送数据，CAN总线会根据每个节点的优先级来确定哪个节点能够成功发送，从而实现数据的有序传输。
CAN总线还支持多种类型的帧结构，包括数据帧、远程帧和错误帧。
其中，数据帧用于发送实际数据，远程帧用于请求其他节点发送数据，而错误帧则用于报告数据传输过程中的错误情况。
这些帧结构使得CAN总线能够满足不同类型的通信需求。
在汽车电子系统中，CAN总线被广泛应用于各种控制单元之间的通信，例如引擎控制单元、变速器控制单元、车身电子控制单元等。
它能够实现这些控制单元之间的实时数据交换，提高整车系统的性能和安全性。
此外，CAN总线还可以支持诊断和配置功能，让技术人员能够对车辆的电子系统进行故障排查和参数调整。
总之，CAN总线是一种可靠、高效的通信总线，被广泛应用于汽车电子系统。
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总 控 系 电 结
线 制 统 气 构
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三、CAN 总线系统的优点
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四、CAN总线系统组成
CAN模块
1、技术参数 A、额定工作电压：DC24V B、工作温度范围：-40℃～+105℃ C、通讯方式J1939 D、模块插件 2、模块功能 A、开关量（组合开关、翘板开关、设备运行指示等，每个模块可采集48路开关量） B、模拟量（如水温、油压、气压、油量、电压、室内温度、室外温度等，每个模块可 采集6路） C、频率量（每个模块可采集2路频率量，如：车速、转速） D、功率输出（每个模块可输出控制灯光、雨刷、电磁阀等20路） E、2路CAN接口
产品概述 该系统主要由前、后控模块，仪表组成 前后模块对汽车中如下数据进行采集：
开关量（组合开关、翘板开关、设备运行指示等，每个模块 可采集48路开关量） 模拟量（水温、油压、气压、油量、电压、室内温度、室外 温度等，每个模块可采集6路） 频率量（车速、转速、每个模块可采集2路频率量） 该系统可直接取ECU发出的SAEJ1939上的数据，如转速、水 温、油压、发动机工作状态指示开关、发动机故障代码、 ABS故障代码等CAN线上的广播数据 根据采集到得数据，系统进行逻辑分析处理与运算，从而控 制车身的灯光、雨刮、车门、车窗、座椅、洗涤泵、各类电 磁阀装置（每个模块有20路功率输出）、输出C3信号、根据 其它节点需求发出相应CAN数据等。
系统运行状况等。
仪表指示精度高。采用全步进电机。 可扩展性强。每个模块最多可做4路CAN,具有网关功能（可取代管理模
块），可扩展LIN网络
通用性强。可根据要求对系统的开关量正负控、开关量的使能与
屏蔽、模拟量参数、里程速比、转速动比进行软件调整。
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自检功能。如果系统程序出现故障时，系统将重载程序进行自我诊断（可取代
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控制模块
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仪表符号片及定义
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仪表功能按钮定义
仪表上从左至右分别为确 认 键、下行键、返回键和备用键， 可以查看车辆的基本信息，设定 符号和仪表符号进行灯检。当你 按仪表上的确认键时，仪表液晶 屏上有“仪表信息显示、符号设 定显示、符号灯检验”字样，并 有“→”指示，当箭头指向仪表 信息显示时，按确认键，液晶屏 显示车轮系数和转速系数，查看 参数是否设置正确，按下行键当 箭头指向符号灯检验时，按确认 键，仪表上所有的符号片和仪表 背景灯亮且液晶屏上有“正在灯 检请稍候”字样，并在30秒后会 自动退出。
1
目
录
一、CAN系统示意图 二、总线控制系统介绍 三、CAN总线系统的优点 四、CAN总线系统组成 五、CAN总线系统故障诊断
2
一、 CAN 系 统 示 意 图
3
二、CAN总线系统介绍
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现代汽车中所使用的电子控制系统和通讯系统越来越多，如发动机电控系统、自 动变速器控制系统、防抱死制动系统（ABS)、自动巡航系统（ACC)和车载多媒 体系统等，这些系统之间、系统和汽车的显示仪表之间、系统和汽车故障 诊断系 统之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如仍然采用系统数据交换 的方法（用导线进行点对点的连接的传输方式）将是难以想象的，据统计，如采 用普通线束，一个中级轿车就需要线束插头300个左右，插针总数将达到2000个 左右，线束总长超过1.6Km，不但装配复杂而且故障率很高，因此用串行数据传 输系统取而代之就成为必然的选择。
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该系统具有以下特点：
强抗振性与散热性能。模块采用铸造铝合金外壳。 强抗干扰能力。系统软件内嵌uCOS操作系统进行实时、可靠调
度处理，外壳采用金属外壳。
高可靠性。系统芯片按汽车级要求进行。 功耗低。两个模块与仪表一起约5W（不含输出量电流）。 防水性能好。模块采用全密封处理。 人性化强。仪表上液晶屏以中文或者英文方式动态显示故障信息，
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五、CAN总线系统故障诊断
雪利曼CAN总线系统中故障分为两类：电气负载故障和控制模块故障 电气负载故障：
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控制模块故障诊断：
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管理模块）。
保护功能强。模块具有过流、过压、高温保护，所有采样线与输出线对电源
与地线短路功能。
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采用中央电器盒通过继电器加保险丝，对车维护带来很多不方便，线 束老化易引起整车起火
传 统 的 电 气 结 构 类 型
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该系统可直接取ECU发出的SAE J1939上的数据，如转速、水温、油 压、发动机故障代码、ABS故障代码、自动变速箱数据等CAN线上的 广播数据；根据采集到得数据，系统进行逻辑分析处理与运算后，控 制车身的灯光、雨刮、车门、洗涤泵、各类电磁阀等装置（每个模块 有20路功率输出）、输出C3信号、根据其它节点需求可广播相应CAN 数据（如油门踏板、待速调整、巡航开关等）成而减少车身底盘限线 束