汽车can总线设计

湖南机电职业技术学院

《汽车单片机应用技术》实训报告

题目汽车CAN总线系统智能节点的设计

院系汽车工程系

专业汽车电子1004 学生姓名向杰

指导教师冉成科

完成日期 2012年3月23日

目录

概述 (3)

实训要求 (4)

第一章汽车车载网络系统的组成和原理 (4)

1.1汽车网络技术概述 (4)

1.2 汽车网络技术的作用 (4)

第二章 CAN总线 (4)

2.1 CAN简介 (5)

2.2汽车CAN总线网络系统结构图 (6)

第三章CAN总线的维修与检修 (7)

3.1 故障类型及检测诊断方法 (7)

第四章 CAN总线在汽车领域的应用 (8)

4.1摘要 (8)

4.2 CAN总线技术的应用 (8)

4.3汽车CAN总线节点ECU的硬件设计 (8)

4.4CAN总线在国内自主品牌汽车中的应用 (9)

第五章实训心得 (10)

概述

随着现代汽车中所使用的电子表之间、系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如使用普通的线索完成这些数据之间的交换，线索总长可能超过1600m，实现起来是相当困难的。为解决这一问题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、系统与显示仪，德国的博世（Bosch）公司及几个半导体生产商开发出一种新型的车用控制器——CAN。

CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO 国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持，所以它在汽车领域中运用只会越来越广泛越来越重要。我们作为汽车电子的学习者有必要学好这方面的技术，这样才能顺应汽车高智能化的特点。为自己提升技能。

实训要求

1、描述汽车网络的分类与基本特征。

2、完成汽车CAN总线系统的维修与检测。

3、分析汽车CAN控制器与收发器芯片的基本原理与功能。

4、完成汽车CAN总线系统智能节点的设计。

汽车车载网络系统的组成和原理

1.1汽车网络技术概述

电子技术的迅速发展并在汽车上的广泛应用使得汽车电子化的程度越来越来高，特别是微控制器进入汽车领域后，给汽车带来了划时代的变化。同时，汽车电子设备的应用和不断增多也导致了汽车布线越来越复杂，电气设备运行可靠性低，故障维修难度增大等问题。为了提高信号的利用率，大批数据信息能在不同的电子控制单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号能实时交换，人们选择了网络技术。汽车上使用网络，另一个原因是计算机网络在说中的广泛运用和智能交通系统的应用。

1.2汽车网络技术的作用

1、提高控制系统的可靠性，采用网络技术后，解决了汽车内部存在的集中控制与分散控制的矛盾。

2、网络组成灵活方便，可针对不同需要进行组合无需对整车进行重新设计。

3、降低生产成本，可以最大程度实现硬件和软件等资源的共享，节省传感器、线束及连接器，减少工作量。

4、扩充功能方便，在不增加硬件懂得条件下，修改软件即可开放新功能、新的子系统。

汽车网络拓扑结构常见有星形、总线形、和环形网格形。

CAN总线

2.1 CAN简介

CAN是控制器局域网络（Controller Area Network）的简称，是一种串行多主站控制器局域网总线。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低。特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

CAN总线是一个多路传输系统，当某一单元出现故障时不会影响其他单元的工作，CAN总线对不同数据的传输速率不一样，对发动机电控系统和ABS等实时控制用数据实施高速传输，速率为125K波特--–1M波特，对车身调节系统(如空调)的数据实施低速传输，传输速率在10—125K波特，其他如多媒体系统和诊断系统则为中速传输，速率在两者之间，这样的区分提高了总线的传输效率。CAN总线的特点

CAN总线可有效支持分布式控制或实时控制。该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，其主要特点如下：

◆CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，且不分主从；

◆CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，故实时性好；

◆CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能；

◆CAN总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低；

◆CAN总线上某一节点出现严重错误时，可自动脱离总线，而总线上的其他操作不受影响；

◆CAN总线系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上，因而走线少，系统扩充容易，改型灵活；

◆CAN总线的最大传输速率可达1Mb/s，直接通信距离最远可达到10km（速率在5kbps以下）；

◆CAN总线上的节点数取决于总线驱动电路。在标准帧（11位报文标识符）时可达到110个，而在扩展帧（29位报文标识符）时，个数不受限。

CAN总线在车控制中的应用

现代汽车典刑的控制单元有发动机控制模块、变速器控制模块、多媒体控制模块、气囊控制模块、空调控制模块、巡航控制模块、车身控制模块（包括照明指示和车窗、刮雨器等）、防抱死制动系统（ABS）防滑控制系统（ASR）等。完善的汽车CAN总线网络系统架构。