CAN总线基础知识
CAN总线基础知识
1．CAN总线是什么？CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议。
广泛应用于汽车、船舶等。
具有已经被大家认可的高性能和可靠性。
CAN控制器通过组成总线的2根线（CAN-H和CAN-L）的电位差来确定总线的电平，在任一时刻，总线上有2种电平：显性电平和隐性电平。
“显性”具有“优先”的意味，只要有一个单元输出显性电平，总线上即为显性电平，并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。
（显性电平比隐性电平更强）。
总线上执行逻辑上的线“与”时，显性电平的逻辑值为“0”，隐性电平为“1”。
下图显示了一个典型的CAN拓扑连接图。
连接在总线上的所有单元都能够发送信息，如果有超过一个单元在同一时刻发送信息，有最高优先级的单元获得发送的资格，所有其它单元执行接收操作。
2．CAN总线的特点CAN总线协议具有下面的特点：1) 多主控制当总线空闲时，连接到总线上的所有单元都可以启动发送信息，这就是所谓的多主控制的概念。
先占有总线的设备获得在总线上进行发送信息的资格。
这就是所谓的CSMA/CR（Carrier Sense MultipleAccess/Collosion Avoidance）方法如果多个设备同时开始发送信息，那么发送最高优先级ID消息的设备获得发送资格。
2) 信息的发送在CAN协议中，所有发送的信息要满足预先定义的格式。
当总线没有被占用的时候，连接在总线上的任何设备都能起动新信息的传输，如果两个或更多个设备在同时刻启动信息的传输，通过ID来决定优先级。
ID并不是指明信息发送的目的地，而是指示信息的优先级。
如果2个或者更多的设备在同一时刻启动信息的传输，在总线上按照信息所包含的ID的每一位来竞争，赢得竞争的设备（也就是具有最高优先级的信息）能够继续发送，而失败者则立刻停止发送并进入接收操作。
因为总线上同一时刻只可能有一个发送者，而其它均处于接收状态，所以，并不需要在底层协议中定义地址的概念。
CAN总线技术基础
显性电平隐性电平总线支持的最大节点数目由上表可以看出，常用的两款CAN驱动芯片 支持的总线节点数目都可以满足整车CAN节点需 求，这不是问题。
总线长度的思考影响总线长度的主要因素：（1）CAN总线通信的应答机制，即成功接收到一帧报文的节点必须在 应答场的”应答间隙“期间发送一位“显性位”表示成功接收到一帧数据如：通信速率为250Kbit/s，传送一个bit所需时间为：1/250×1000 = 4μ那么，该信号在总线上的延时时间必须小于（2μ？）才能保证发送节点成 功的在应答间隙期间接收到该“显性电平”。
任何一根导线都可以简化为左图所示 的电路模型，可以看到，其中既有电感又 有电容，因此，电流在其中传输并不是光 速，而是需要一定的时间。
对于双绞线而言，信号在其中的传播 延时时间约为，5ns/m（典型值）。
当通 信速率达到1Mbit/s时，40m的总线长度， 延时时间就达到200ns，而允许延时时间 为600ns左右，还是不能不考虑的！注意后面同步的概念总线长度的思考由上面的分析可知： 总线通信速率越高，通信距离越短，对物理传输线的要求就越高，在双绞线、屏蔽线还是其他的传输线选择上，通信速率是一个很关键的参数。
影响总线长度的其他因素： （1）信号在节点ECU内部的延时时间 （2）振荡器的容差（各个节点ECU内部晶振频率的差别） 这些因素加起来就形成了CAN总线通信中总的信号延时。
CAN总线的硬件抗干扰（1）共模电感作用：共模电压有较大的感 抗，差模电压感抗为零，相当于电感滤波。
对共模电流有较大的阻碍作用。
CAN总线的硬件抗干扰（2）1 终端电阻终端电 阻120欧姆 并非固定不 变，这跟使 用的导线有 关！ISO11898的推荐值何为CAN控制器？CAN控制器主要实现了两部分的功能，1：数据链路层 的全部功能；2：物理层的位定时功能也就是BOSCH CAN 2.0A/B中规定的部分总线长度的限制——位定时、同步CAN总线控制器按照时间片的概念将每一个bit的时间划分成了n个时间片。
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。
CAN总线基础知识总结（建议收藏）
CAN总线基础知识总结（建议收藏）CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L 之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L 都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。
3、120?电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120?左右的电阻，以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
CAN总线知识点概述
CAN总线知识点概述CAN全称为“ControllerAreaNetwork”，简称CAN，是国际上应用最广泛的现场之一。
在当前的汽车产业中，出于对平安性、舒服性、便利性、低公害、低成本的要求，各式各样的控制系统被开发出来。
出于这些系统之间通信所用的数据类型及对牢靠性要求不尽相同，且因多条总线构成的状况复杂、线束数量增强。
为了适应“削减线束的数量”、“通过多个LAN，举行大量数据的高速通信”的需求，1986年德国电气商博世公司开发出面对汽车的CAN通信协议。
此后，CAN通过IS011898及IS0 11519举行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议，CAN的高性能和牢靠性已被认同，并广泛应用于工业、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
的特点1、CAN是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，他们之间都可举行通信。
2、硬件方面，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。
3、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、循环冗余校验、优先级判别等项工作。
4、CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，改为从通信数据块举行编码。
采纳这种办法的优点是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211或229个不同的数据块，这种数据块编码方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分步式控制中十分重要。
5、数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制指令、工作状态及测试数据的普通要求。
同时，8个字节不会占用总线时光过长，从而保证了通信的实时性。
6、CAN协议采纳了crc检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的牢靠性。
CAN总线所具有的极高的牢靠性和独特设计，特殊适合工业设各测控单元互连。
工业界的地位不行小觑，并已公认为最有前途的现场总线之一。
CAN总线基础知识总结(建议收藏)
CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线（Controller Area Network，控制器局域网）是由德国BOSCH（博世）公司在1986年为汽车而设计的，它是一种串行通信总线，只需两根线CAN_H和CAN_L。
2、隐性（逻辑1）与显性（逻辑0）的概念：CAN总线在数据传输过程中，实际上传输的是CAN_H和CAN_L之间的电位差。
CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V)，CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V，当CAN_H和CAN_L都为2.5V 时，是隐性，表示逻辑1，当 CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时，是显性，表示逻辑0。
表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件，即所有节点都为隐性时，总线才处于隐性状态；只要有一个节点发送了显性，总线就呈现为显性状态。
3、120Ω电阻：必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120Ω左右的电阻，以避免出现信号反射。
4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B：CAN2.0A只有标准帧（标识符（ID）有11位）；CAN2.0B除了标准帧，还有扩展帧（标识符（ID）有29位）。
5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519：CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准，它们对于数据链路层的定义相同，但物理层不同。
ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。
ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。
高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样，所以需要选用不同的收发器。
在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用，或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。
6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。
can总线知识点
can总线知识点
摘要：
1.can总线简介
2.can总线的特点
3.can总线的工作原理
4.can总线的应用领域
5.can总线的发展趋势
正文：
can总线是一种用于实时控制的串行通信总线，它最初由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代开发。
can总线具有高速、高可靠性、强实时性、低成本等优点，因此在汽车、工业自动化、智能建筑、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
can总线的特点是采用多主控制结构，所有节点都可以主动发送或接收消息，不存在固定的主从关系。
can总线采用位级别的仲裁机制，确保了在多个节点同时发送消息时，总线上不会出现数据冲突。
此外，can总线还具有错误检测和处理功能，能够自动检测并纠正错误，从而保证了通信的可靠性。
can总线的工作原理是，首先将数据按位编码，然后通过定时器进行分时发送。
接收节点在接收到数据后，会对其进行解码和处理。
can总线采用两线制传输，即数据线和信号线，通过电平变化来表示数据。
此外，can总线还具有扩展功能，可以通过中继器扩展总线长度。
can总线在汽车领域的应用最为广泛，主要用于汽车电子设备的通信和控
制。
例如，can总线可以用于传输发动机、制动、转向等系统的实时数据，实现汽车的智能控制。
此外，can总线在工业自动化领域也有广泛应用，如用于工厂生产线的自动化控制、智能楼宇的安防系统等。
随着物联网技术的发展，can总线的应用领域也在不断扩大。
在未来，can 总线将继续在智能交通、智能家居、智能医疗等领域发挥重要作用。
can的知识点总结
can的知识点总结一、CAN的起源和发展1993年首次应用于汽车网络通信，它是一种串行网络协议通信系统，广泛应用于汽车领域，其设计初衷是连接各部件以实现可靠的传输和通信能力。
CAN协议特点是高速、实时、可靠、抗干扰能力强，支持多主机，多任务，多帧结构等功能。
二、CAN的基本原理CAN总线是一种串行通信总线，其基本原理是利用两个线进行通讯——CAN_H和CAN_L，并通过差分信号进行通讯。
差分信号指的是CAN_H和CAN_L两根线上的电压相差约2.5V，传输数据时如果CAN_H线上电压高于CAN_L线，则代表逻辑“0”，反之则代表逻辑“1”。
三、CAN的逻辑帧结构CAN中的数据传输以帧的形式进行，帧包括了标识符、控制域、数据域和CRC校验等。
逻辑帧分为标准帧和扩展帧两种，标准帧数据域长度为0-8字节，扩展帧数据域长度可以达到64字节。
四、CAN的速度与通信距离CAN的通信速度可以达到1Mbps，而实际应用中一般选择500kbps为主。
CAN的通信距离可以达到40m左右，但是实际应用中一般不超过10m。
五、CAN的应用领域CAN总线广泛应用于汽车、工程机械、船舶、电力系统、工业控制等领域。
在汽车领域，CAN总线被广泛应用于车载电子控制单元(ECU)之间的数据传输和通信，使得车辆系统可以实现智能化和自动化。
六、CAN的主要特点1. 高可靠性：CAN总线采用了许多技术手段来提高系统的可靠性，如CRC校验、差分传输、冲突检测等。
2. 抗干扰能力强：CAN总线采用了差分传输的方式，使得其对电磁干扰的抗性能非常强。
3. 实时性好：CAN总线支持时间触发，且数据传输速率高，因此实时性较好。
4. 多帧结构的支持：CAN总线支持标准帧和扩展帧，数据域长度可以达到64字节，满足不同应用场景的需求。
5. 主机与多任务支持：CAN总线支持多主机通信和多任务的功能。
七、CAN的局限性1. 数据传输速率有限：CAN总线的最高数据传输速率为1Mbps，对于某些高数据吞吐量的应用场景可能无法满足需求。
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J386司机门
T28/4
T10/8
J587换挡控制单元 J449停车辅助 J500转向助力
T10/7
T16/10
J623发动机
T16/9 T28/5
J387副司机
T28/4
T16/15
T16/6
T6/3
T6/2
通过实际测量制作的直 观方便的返修用线路图
T52/16
J519车身控制器
T52/15
驱动CAN
低位
因此两个向外反射的线路的电压总和，总是恒定的。 两个电压的差值(= 逻辑内容) 与外界影响电压无关, 总是一样大小。
高位
13
CAN总线维修
干扰源
低位
高位
14
CAN总线维修
干扰源
低位
高位
15
每列为宽为10ms,由 此可看出波形周期 通道A每 行宽为5V
黄色CAN-L和绿色 CAN-H电压相加为5V
控制器位置分布
CAN总线干扰
CAN总线基础知识 CAN总线特点
CAN总线维修 CAN总线波形 CAN总线维修实例 对以后返修设想CAN总线特
2
网络拓扑
诊断口
K 线 诊断CAN 驱动CAN 仪表CAN (BAP/UDS) BAPBAP 网 网关 关 19h19h
发动机 经测量 发动机 上K线 已取消 变速箱 安全气囊
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 …
0
0
0
1
1
0
1
2 …
0.50C
10C … 690C
1
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0
0
1 …
0
1
0
138 …
1
1
1
1
1
1
1
1
255
127.50C
12
CAN总线抗干扰
干扰源
运行时产生电磁波的部件是车辆中的干扰源。
为阻止对数据线路的干扰影响，两个数据总线－线 路相互捻合。 在两个线路上电压的变化大小一样，然而方向相反。
固定帧锁 定波形
5051 B
车门 CAN
可选择通 道A/B
波形 图的 测量
通道B每 行宽为5V 此行列表可标定波 形及调节行宽电压 和列宽时间 通过此键可 直接转到其 他测量界面
可选择测 量/触发模 式 可选择光 标1或2来 查看电压 极限值和 周期
CAN总线波形特征
驱动总线波形
CAN-High
隐性 1
AFS子CAN系统 100K
04h 44h BAP 10h 55h
收音机/ 导航 或者
LIN
52h
72h
56h 37h
车身控制器
雨滴传感器
BAP
09h
LIN
68h
BAP
收音机
左前大灯模块
29h
雨刮电机
右前大灯模块
39h
网关J533
T20/6 or/br 0.35 can-l T94/67 T20/16 or/sw 0.35 can-h T20/10 or/br 0.35 can-l T20/20 or/li 0.35 can-h T20/5 or/br 0.35 can-l T20/15 or/gn 0.35 can-h
J623发动机 J743变速箱 J234安全气囊
T94/68 T12/2 T25/13
R215多媒体
T12/8
T20/6
J225全自动空调
T20/5
T25/12
T20/15 T50/50 T50/49
信息CAN
J527转向柱开关模块
T20/14
T47/13
J104ABS控制单元
T47/12
T28/5
两根数据线缠绕可防止电磁干扰
7
CAN总线数据传输原理
部件功能 收发器
控制器-双向性
由一个发射器和一个接收器组合而 成。 收发器将从控制器接收的数据转化 成能够通过can-bus传递的电信号。 并能双向传递。
接收来自控制单元微处理器的数据， 并将数据处理后传到收发器
传输线
终端电阻
双向传输数据的导线，分为高位线 和低位线
信息CAN
BAP/UDS
舒适CAN
01h 02h UDS 15h 03h 77h
空调控制单元 空调控制单元
转向柱开关模块
BAP BAP/UDS 08h 08h LIN 16h 16h 多功能方向盘
ABS
多媒体接口
72h BAP
副司机门
司机门
LIN
42h
左后门 右后门
62h
换档干控制单元
转向助力 停车辅助 AFS
图示
车窗玻璃升降器 的信息状态 运行中 静止 在限制范围内 发现在上部受阻
冷却液温度信息
10° C 20° C 30° C 40° C
11
CAN总线数据编码
8 Bit 信息表示方法：
使用8 bit 信息表示温度信号：
27 128 0 26 64 0 25 32 0 24 16 0 23 8 0 22 4 0 21 2 0 20 1 0 value 十进制. 0 value 温度值 00C
是一个电阻器，防止数据传输终了时， 被反射回来，产生叠加破坏数据。
8
CAN总线维修
CAN总线维修点
9
CAN总线数据协议
数据协议的形成
每个字节都有其状态或者说“0”或“1”的值。 值“1”状态 开关关闭 灯亮 值“0”状态 开关打开 灯不亮
值“1”状态 逻辑“高”
值“0”状态 逻辑“低”
10
CAN总线数据协议
信息通过Bit字节进行传送
说明： 如果第一字节以 0 电压发送且第二字节同样以 0 电压发送, 则信息在下表中表示 “车窗玻璃升降器在 运行中” 或者 “冷却液温度读数10 °C”。
可能的变化 1 2 3 4
2. Bit 0伏 0伏 5伏 5伏
1. Bit 0伏 5伏 0伏 5伏
CAN总线基础知识
Controller （控制器） Area（区域）
Network
（网络）
was developed by the Robert BOSCH company in 1983 as a bus system for cars.
网络控制单元数据交换
1
CAN总线基础知识
网络拓扑
CAN总线基础知识
逻辑
显性
逻辑 0
8
CANLow
17
CAN总线波形测量
用诊断测试仪VAS 5051测量CAN – Komfort 舒适系统总线
CAN – Low 信号： 无数据包发送 CAN – Low 信号： 数据包发送
CAN – High 信号： 无数据包发送
CAN – High 信号 数据包发送
18
CAN总线故障波形
6
CAN总线特点
CAN data bus network
(CAN – Controller Area Network)
CAN 总线的特点
• 传输速度快 • 相关控制单元可共用传感器 • 通过传感器信号的多方面使用可以减少传感
器及信号线路的数量。
• 更少的线束、更小的控制单元， • 通过体积小的控制单元及小的控制单元插头 ,更少的线束来节省更多空间。
高线-负极短路
19
CAN总线故障读取及维修
20
对以后返修设想——把各继电器 及插头位子和电压都标出
21
诊断插头
22
结束！ 谢谢！
23
舒适CAN
控制器位置分布
5
CAN总线线路
CAN data bus 驱动 CAN High or/bk（桔黑） Low or/br（桔棕） wiring
舒适 CAN High or/gn（桔绿） Low or/br（桔棕）
信息娱乐 CAN High or/vio（桔紫） Low or/br（桔棕）