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汽车控制系统的CAN总线应用

汽车控制系统的CAN总线应用
汽车控制系统的CAN总线应用

汽车控制系统的CAN总线应用

摘要

现代汽车上安装和使用了越来越多的电子控制单元(ECU),大大提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和操作的方便性,但随之增加的复杂电路使车线束增多、空间紧、布线复杂,导致车身重量明显增加,降低了车辆的可靠性,增加了维修难度。另外,各电控单元之间也需要传递大量的信息,有些信息是多个电控单元共享的,传统的点对点的接线和布线方式不能实现信息共享。由于现代汽车的电子控制器及仪表的数量越来越多,因此现代汽车一般采用CAN总线系统,将整个汽车控制系统联系起来统一管理,实现数据共享和相互之间协同工作。

把CAN总线技术应用于汽车的电气控制就可以解决这些问题,也是目前国外汽车制造商大力开发和正在使用的新技术。CAN已被广泛应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN.例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统和安防监控等领域,CAN都具有不可比拟的优越性。现代汽车的结构复杂,传感器遍布全车,其类型多种多样,这使得数据变得复杂,大小不尽相同,因此速率也不相同,另外车身系统也需要获得驱动系统的信息,以供维修人员或者驾驶者参考。因此有必要设计一个高效、可靠的网关与数据处理系统。

1.汽车CAN总线系统.

CAN的全称是:Controller Area Network,即区域网络控制器。CAN总线中数据在串联总线上可以一个接一个地传送,所有参加CAN总线的分系统都可以通过其控制单元上的CAN总线接口进行数据的发送和接收。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,汽车CAN总线

对不同数据的传输速率是不一样的,对发动机电控系统和ABS等实时控制用数据实施的是高速传输,速率为0.125M波特率~1M波特率;对车身调节系统(如空调)的数据实施的是低速传输,传输速率在10~125K波特率;其他如多媒体系统和诊断系统则为中速传输,速率在前两者之间,这样的区分提高了总线的传输效率。图1为某种客车的CAN总线系统结构图。

图1 一种客车的CAN总线系统结构

车身系统CAN总线的主要连接对象为:中控、门控制器及其他一些组件。车身系统的控制对象主要是4个门上的集控锁、车窗、行箱锁、后视镜及车顶灯。在具备遥控功能的情况下,还包括对遥控信号的接收处理和其他防盗系统的控制等等。现代汽车中所使用的电子通讯系统越来越多,如汽车自动诊断系统、自动巡航系统(ACC)和车载多媒体系统等。系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换。

2.汽车车身整体控制系统设计.

整个系统主要由车仪表、照明及信号灯组、自动车窗电控节点组成。本系统网络中包含1个车仪表板、4组照明、信号灯组和4个车门,共9个节点。其中,

照明、信号灯组中包括远光灯、近光灯、转向灯、雾灯、刹车灯,且不同灯的安装位置不尽相同,如图2所示。中央控制单元安装在汽车仪表板上,接收司机的操作指令,其余4个节点则分别安装在车头、尾部的左侧和右侧,与不同车灯相连,控制车灯状态。

图2 车灯总线控制结构图

门控单元不但通过CAN总线接收中央控制单元指令,还接收车门上的开关信号输入,根据指令和开关信号,门控单元做出相应的动作,然后把执行结果发往中央控制单元,门控单元功能如图3所示。将所有节点连接起来,组成一个汽车部控制网络。由于每个CAN节点与网络连接只用两根线CANH线和CANL线,从而大大减少了线束的使用量。中央控制节点和其它节点之间通过CAN收发器及CAN控制器相连,单个节点包括一个单片机控制器、一个CAN收发器和一个CAN控制器。中央控制节点接收各节点发送的现场数据,经过综合计算、判断做出相应的控制命令,这些命令将通过CAN总线传送至各节点,各节点由单片机作为控制器,它用于采集现场的各项参数,并执行中央控制节点发送的各项命令,这些命令将最终传送至各执行机构,如车门电机、车灯、车窗继电器等。

图3 门控单元功能图

3.汽车检测线控制系统的设计.

国的汽车检测线大多采用2级分布式计算机控制方式, 其系统结构如图4所示。第1级为工位控制级,由分布在各工位上的工位机完成测控工作,主要担负检测设备运行控制、数据采集和通信等任务。第2级为监督管理级,由主控机完成测控工作,具有安排检测程序、担负全线调度、综合判定检测结果、存储并集中打印检测结果报告单和管理数据库等功能。

图4 CAN 总线计算机控制系统结构

4.CAN 总线计算机控制系统

本文设计了基于CAN 总线,以嵌入式系统为工位机的汽车检测线计算机控制系统,其系统结构如图所示。该系统以CAN 总线技术为核心,采用总线型网络拓扑结构。3个工位由ARM 微控制器组成的嵌入式系统代替工业控制计算机连接到CAN 总线上,主控机和登录机采用普通计算机,它们通过CAN 卡与3个

CAN总线工位节点进行信息交换。CAN总线工位节点把采集到的现场信号经过调理变换后,送到ARM微控制器中,最后变成数字信号。数字信号经ARM微控制器中的CAN控制器处理后,由CAN收发器通过总线与主控机进行CAN协议的数据交换。主控机对传感器检测到的现场信号进一步分析、处理和存储,完成了系统的在线检测和计算机控制。

本设计有如下特点:1.采用基于32位高性能ARM微控制器的嵌入式系统作为工位机,代替传统的工业控制计算机。以ARM为核心的嵌入式系统具有体积小、功耗低及程序固化在闪存芯片上等特点,可有效节约系统成本,简化系统安装及调试,增加系统稳定性和可靠性。2.采用CAN总线代替以太网来完成各工位机之间的通信。以太网节点的硬件成本、软件开发费用很高。而CAN总线使用普通双绞线作为传输介质, 采用总线型网络拓扑结构、基于优先权的仲裁方式,由CAN控制器实现硬件纠错,利用CAN构成检测通信网络,不仅组网自由、扩展性强及实时性好,还具有自诊断和监控能力。因此使用CAN总线替代以太网应用于汽车检测线可以提高系统的可靠性、稳定性,降低系统开发及后期维护的成本。

3.采用隔离CAN收发器代在以往的设计方案中需要高速光耦,电源隔离模块及CAN收发器等分立元件才能实现的带隔离的CAN收发电路。CTM1050T接口芯片可以实现带隔离的CAN收发电路,并且隔离电压可以达到DC2500V,不但提高了CAN总线节点的抗干扰能力,保证各节点之间在电气上是完全隔离和独立的,而且简化了CAN智能节点硬件电路设计。

5.工位机软件设计.

工位机软件主要由数据采集程序、CAN总线通信程序组成。本文主要介绍CAN总线通信程序的软件设计,包括CAN控制器的初始化、数据接收与数据发

送。

(1).CAN控制器的初始化。CAN控制器的初始化只有在复位模式下才可以进行。初始化工作主要通过对CAN控制器相关寄存器写入相应的控制字来确定CAN控制器的工作模式,它主要包括: 硬件使能和配置引脚连接、软件复位、设定通信波特率、配置CAN工作模式、配置发送优先级模式、配置验收滤波器、设置中断使能寄存器、设置错误警告等。

(2).数据接收。接收程序流程如图5所示。

图5 接收程序流程

至此数据从CAN总线到CAN接收缓冲区是由CAN控制器自动完成的。接收程序只要从接收缓冲区读取要接收的信息即可。接收程序可以采用查询方式或中断方式。在某一段时间,CAN总线并不总是在活动,为了提高效率,可采用中断方式。在初始化程序中必须使能接收中断。在中断服务子程序中,读取CANICR寄存器,判断是否有接收中断标志,有则读取接收缓冲区数据。为了防止接收缓冲区数据溢出,可开辟一个循环接收数据队列来暂时存储数据,主程序可通过查询该队列来获得总线数据。

(3).数据发送。发送程序负责把按照CAN协议格式转换的数据发送到

CAN总线上。发送时只要将待发送的数据按CAN协议的帧格式组合成一帧报文,然后判断是否有空闲的发送缓冲区。CAN控制器为了提高大量数据的发送效率,每个CAN控制器配有3个独立的发送缓冲区,发送时要根据缓冲区的实际情况有选择性地把数据写入3个发送缓冲区之一。它们的状态可以通过查询寄存器得知,只

有当其中有空闲的发送缓冲区时才可将数据写入。在启动发送数据的命令后,CAN控制器要将缓冲区的数据发送完毕后,才会将该帧数据是否发送成功的状态返回,可以通过查询寄存器的TCS位或配合发送成功中断来判断数据是否发送成功。

6.总结.

本文设计的计算机控制系统把CAN总线技术和嵌入式系统应用在汽车检测线上,不仅提高了汽车综合性能检测的速度,而且在汽车检测线的安装、调试、运行和维护等环节上节约成本,可广泛应用于汽车检测行业,满足经济实用的要求,具有良好的实用价值和应用前景。

一文看懂汽车CAN总线技术原理

一文看懂汽车CAN总线技术原理 随着现代汽车技术的不断发展,CAN总线逐渐成为现代汽车上不可缺少的技术,并大大推动了汽车技术的高速发展。本文将对汽车CAN 总线技术的工作原理、特点及优点,CAN总线在汽车制造中的应用及发展趋势做了简单介绍,具体的跟随小编一起来了解一下。 CAN总线的由来由于现代汽车的技术水平大幅提高,要求能对更多的汽车运行参数进行控制,因而汽车控制器的数量在不断的上升,从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单元数量的增加,使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国BOSCH 公司(和inter 公司共同)开发了一种设计先进的解决方案-CAN 数据总线,提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间进行数据交换。 CAN 是ControllerAreaNetwork 的缩写,称为控制单元的局域网,它是车用控制单元传输信息的一种传送形式。 CAN总线技术简介CAN总线又称作汽车总线,全称为“控制器局域网(Controller Area Network)”,意思是区域网络控制器,它将各个单一的控制单元以某种形式(多为星形)连接起来,形成一个完整的系统。在该系统中,各控制单元都以相同的规则进行数据传输交换和共享,称为数据传输协议。CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块(ECU)之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。 在工程实际中CAN总线是对汽车中标准的串行数据传输系统的习惯叫法。随着车用电气设备越来越多,从发动机控制到传动系统控制,从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统,使汽车电子系统形成一个复杂的大系统,并且都集中在驾驶室控制。另外,随着近年来智能运输系统(ITS)的发展,以3G(GPS、GIS和GSM)为代表的新型电子通讯产品的出现,它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。 CAN总线主要有四部分组成:导线、控制器、收发器和终端电阻。其中导线为由两根普通铜导线绞在一起的双绞线。控制器的作用是对收到和发送的信号进行翻译。收发器负责

11大众汽车总线系统方案

11数据总线系统 学习目标 知识目标 (1)了解汽车总线系统的类型、作用、组成; (2)熟悉汽车总线系统的结构和工作原理; (3)掌握汽车总线系统的电路分析方法; (4)掌握典型车系总线系统故障分析方法。 能力目标 (1)熟悉维修手册的使用方法; (2)学会使用示波器对总线系统的检测方法; (3)学会典型车系总线系统故障检测与诊断方法。 11.1 概述 随着汽车技术的不断发展,人们对汽车各方面的性能要求越来越高,不仅在追求车辆动力性和操控性能的同时还对舒适性和安全性能也提出了更高的要求。 20世纪90年代以来,随着集成电路在汽车上的广泛应用,汽车上的电子控制系统越来越多,例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电动门窗装置、主动悬架装置等。各种电子控制系统的导入和应用使汽车的各项功能更加完善,控制更加精确和灵活,智能化程度也不断提升。然而,功能的日益增加和完善使车载电子控制单元的数量以惊人的速度增加。 与此同时,各电子控制单元之间的数据交换也随之增加。传统的数据交换形式只是通过模块间专设的导线完成点对点的通信。数据量的增加必然导致车身线束的增加。庞大的车身线束不仅增加了制造成本,而且还占用空间,增加了整车重量。线束的增加还会使因线束老化而引起电气故障的可能性大大提高,降低了系统的可靠性。解决这个问题的关键就是利用计算机网络技术,将车载控制单元通过车载网络连接起来,实现数据信息的高效传输。如图11-1所示,采用了CAN 总线、LIN总线(单线总线)、MOST总线(光学总线)以及无线蓝牙总线后车载网络控制系统可以处理大量来自控制单元的信息和执行其各种功能以及不断增加的数据交换。 在现代汽车中,采用总线的意义已远远超出节省电线的围,它已成为车各零部件实施信息交互的标准接口。整车的总线网络成为整车的电器平台,也就是说只要有总线存在,就可以在这个总线平台上不断增加汽车的智能化零部件。总线技术促进了汽车智能化的发展。

汽车控制系统的CAN总线应用

汽车控制系统的CAN总线应用 摘要 现代汽车上安装和使用了越来越多的电子控制单元(ECU),大大提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和操作的方便性,但随之增加的复杂电路使车线束增多、空间紧、布线复杂,导致车身重量明显增加,降低了车辆的可靠性,增加了维修难度。另外,各电控单元之间也需要传递大量的信息,有些信息是多个电控单元共享的,传统的点对点的接线和布线方式不能实现信息共享。由于现代汽车的电子控制器及仪表的数量越来越多,因此现代汽车一般采用CAN总线系统,将整个汽车控制系统联系起来统一管理,实现数据共享和相互之间协同工作。 把CAN总线技术应用于汽车的电气控制就可以解决这些问题,也是目前国外汽车制造商大力开发和正在使用的新技术。CAN已被广泛应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN.例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统和安防监控等领域,CAN都具有不可比拟的优越性。现代汽车的结构复杂,传感器遍布全车,其类型多种多样,这使得数据变得复杂,大小不尽相同,因此速率也不相同,另外车身系统也需要获得驱动系统的信息,以供维修人员或者驾驶者参考。因此有必要设计一个高效、可靠的网关与数据处理系统。 1.汽车CAN总线系统. CAN的全称是:Controller Area Network,即区域网络控制器。CAN总线中数据在串联总线上可以一个接一个地传送,所有参加CAN总线的分系统都可以通过其控制单元上的CAN总线接口进行数据的发送和接收。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,汽车CAN总线

对不同数据的传输速率是不一样的,对发动机电控系统和ABS等实时控制用数据实施的是高速传输,速率为0.125M波特率~1M波特率;对车身调节系统(如空调)的数据实施的是低速传输,传输速率在10~125K波特率;其他如多媒体系统和诊断系统则为中速传输,速率在前两者之间,这样的区分提高了总线的传输效率。图1为某种客车的CAN总线系统结构图。 图1 一种客车的CAN总线系统结构 车身系统CAN总线的主要连接对象为:中控、门控制器及其他一些组件。车身系统的控制对象主要是4个门上的集控锁、车窗、行箱锁、后视镜及车顶灯。在具备遥控功能的情况下,还包括对遥控信号的接收处理和其他防盗系统的控制等等。现代汽车中所使用的电子通讯系统越来越多,如汽车自动诊断系统、自动巡航系统(ACC)和车载多媒体系统等。系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换。 2.汽车车身整体控制系统设计. 整个系统主要由车仪表、照明及信号灯组、自动车窗电控节点组成。本系统网络中包含1个车仪表板、4组照明、信号灯组和4个车门,共9个节点。其中,

汽车CAN总线基本原理及应用

汽车CAN总线基本原理

1、CAN总线简介 2、CAN总线通信模式 3、CAN总线的性能特点 4、CAN总线应用实例

1、CAN总线简介 控制器局域网络(Controller Area Network简称CAN)主要用于各种过程(设备)监测及控制。CAN最初是由德国的Bosch公司为汽车的监测与控制设计的,但由于CAN总线本身的突出特点,其应用领域目前已不再局限于汽车行业,而向过程工业、机械工业、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。由于其高性能、高可靠性及独特的设计,CAN 总线越来越受到人们的重视,国际上已经有很多大公司的产品采用了这一技术。CAN已经形成国际标准(ISO11898),并已成为工业数据通信的主流技术之一。

第一,“载波监测,多主掌控/冲突避免 这就允许在总线上的任一设备有同等的机会取得总线的控制权来向外发送信息。如果在同一时刻有两个以上的设备欲发送信息,就会发生数据冲突,CAN总线能够实时地检测这些冲突情况并作出相应的仲裁而不会破坏待传之信息; 第二,信息报文在传送时不是基于目的站点地址; 这就允许不同的信息以“广播”的形式发送到所有节点并且可在不改变信息格式的前提下对报文进行不同配置; 第三,CAN总线是一种高速的,具备复杂的错误检测和恢复能力的高可靠性强有力的网络。

一、CSMA/CD—载波监测,多主掌控/冲突避免 “载波监测”的意思是指在总线上的每个节点在发送信息报文前都必须监测到总线上有一段时间的空闲状态。 “多主掌控”的意思是一旦此一空闲状态被监测到,那么每个节点都有均等的机会来发送报文。 “冲突避免”是指在两上节点同时发送信息时,节点本身首先会检测到出现冲突,然后采取相应的措施来解决这一冲突情况。此时优先级高的报文先发送,低优先级的报文发送会暂停。在CAN总线协议中是通过一种非破坏性的仲裁方式来实现冲突检测。这也就意味着当总线出现发送冲突时,通过仲裁后原发送信息不会受到任何影响。所有的仲裁判别都不会破坏优先级高的报文信息内容,也不会对其发送产生任何的时延。

CAN总线在汽车车身控制中的应用

编号:11 《汽车总线与嵌入式系统》课程论文 CAN总线在汽车车身控制中的作用 班级:车辆工程1132 (及手机):一青() 学号:1131504328 任课教师:建祥()

2016-11-2 CAN总线在汽车车身控制中的应用 摘要:阐述了CAN(Controller Area Network)总线协议及其技术特点。结合应用实例分析了CAN总线技术在汽车中的应用优势,并对系统的总体结构、数据传输方式以及控制过程进行了详细的描述,给出了节点电路的设计、协议的定义及软件实现方法,并用试验验证了其可行性。 一、引言 随着计算机技术、网络通信技术、集成电路技术的飞速发展,以全数字式现场总线为代表的现场控制仪表、设备大量应用,使得繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替,为工业现场控制用户带来了巨大好处。特别是上个世纪80年代以来,随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,汽车上的电子控制单元越来越多,例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等。在这种情况下,如果仍采用常规的布线方式,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致车上电线数目的急剧增加,使得电线的质量占整车质量的4%左右,已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求。另外,电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性,增加了维修的难度。为此,改革汽车电气技术的呼声日益高涨。因此,一种新的概念——车用控制器局域网络CAN应运而生。 二、CAN总线技术介绍及发展现状

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称,它是由德国Bosch公司及几个半导体生产商开发出来的,它是一种多主总线,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.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、循环冗余检验、优先级判别等项工作。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 总线技术在汽车总线邻域已经占有了一定的市场地位,国内外众多汽车制造商大多选择can总线技术作为它们汽车网络技术。 我国在CAN总线研究应用方面起步较晚,工程应用几乎是空白。特别是在汽车上的应用,可以说是从2002年国家863电动汽车重大专项立项以后,才有几个大的汽车研究和生产单位正式启动的,目前都处于研究的初级阶段,还没有拿出产品化的成果。由于这些研究刚刚还处于起步阶段,故目前的研究重点都集中在动力系统的CAN通讯上,还没有精力针对汽车车身的电子控制部件进行CAN总线的应用研究 一些专家认为,就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样,近10年现场总线CAN技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。 三、CAN总线的技术特点 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;

汽车CAN总线系统简介论文

论文 汽车CAN总线系统简介

摘要 CAN(Controller Area Network)即控制器局域网,是德国Bosch公司20世纪80年代最初动机是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线而应用开发的一种通信协议。因其良好的性能价格比和可靠性,如今已得到广泛应用。传输速率为83.3~500kbit/s。 LIN总线:是车内最新且运用最广泛的低成本串行通讯系统。开发这种是为了产生一种开放的标准“低成本”CAN,用在CAN难于实现或使用成本过高的位置。使用LIN后,无需增加CAN的带宽和灵活性,即可实现与智能传感器和执行器之间的通信。通信协议和数据格式均基于单主/多从概念。LIN总线在物理上基于单线制12V总线。通过LIN启动的典型部件包括车门模块(电动车窗、车门锁、后视镜调节),滑动天窗,转向盘上的控制按钮(收音机、电话……),座椅控制器,风挡玻璃雨刮器,照明,雨水/光线传感器,起动机,发电机等等。LIN 总线是一条双向单线接口,最大传输速率为20kbit/s。 与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,它在汽车领域上的应用最为广泛,世界上一些著名的汽车制造厂商都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。

绪论 我在汽车销售服务有限公司进行售后维修实习。在来这九个多月的时间里,首先我对汽车4S店的零部件供给、售后服务流程有了相关了解,其次学会了维修设备:举升机、轮胎动平衡机、部分专用工具等的使用,还有掌握了对检测仪器:DAS电脑检测仪、电池测试仪、万用表等的一般使用,以及对车间信息系统软件能熟练运用。 实习期间我主要从事汽车保养工作。汽车保养是很重要的,买的一辆新车,首先要懂得如何保养。汽车保养需求做的几项任务:干净汽车表面,检查门窗玻璃、刮水器、室内镜、后视镜、门锁与升降器手摇柄能否完全有效。检查散热器的水量、曲轴箱内的机油量、油箱内的燃油储量、蓄电池内的电解液液面高度能否符合请求。检查喇叭、灯光能否完全、有效,安装能否结实。检查转向机构各连接部位能否松旷,安装能否结实。检查轮胎气压能否充足,并肃清胎间及胎纹间杂物。检查转向盘的游动间隙能否符合标准;轮毂轴承、转向节主销能否松动。 汽车保养除了换机油外,还要用电脑检测仪检查车各个电控部件能否正常。检查发动机机油液位,发动机冷冻液液位,助力转向油液位,刹车油油位和轮胎气压。谈到轮胎气压,很多车主看到车轮很扁,以为气压不足,而给汽车车胎打气,直至不扁。实际上这是错的。太高的轮胎气压,造成轮胎过早磨损,在高速公路行驶时,简单发作爆胎,非常风险。轮胎气压太低也不好,最好按各车的标准,可查随车手册或油箱盖上的说明标签。

汽车CAN总线车身控制系统介绍

汽车CAN总线车身控制系统介绍 一、 CAN总线CAN总线简介 CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线,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1Mbps,距离可达10km。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码,使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN 总线具有较强的纠错能力,支持差分收发,因而适合高干扰环境,并具有较远的传输距离。因此,CAN协议对于许多领域的分布式测控很有吸引力。 随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,汽车上电子控制单元越来越多,汽车总线已经成为汽车电气的一个必然的趋势。使用汽车总线不但可以简化线束,更主要的是可以增加各种智能化的功能。如故障检测和语音报警等。 二、汽车上的CAN总线应用 目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN,一条用于驱动系统的高速CAN,速率达到500kb/s;另一条用于车身系统的低速CAN,速率是100kb/s。 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。 车身系统CAN主要连接和控制的汽车内外部照明、灯光信号、雨刮电机等电器。 目前,驱动系统CAN和车身系统CAN这两条独立的总线之间设计有"网关",以实现在各个CAN之间的资源共享,并将各个数据总线的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看仪表板,就可以知道各个电控装置是否正常工作了。 三、上海同济同捷科技股份有限公司汽车CAN总线车身控制系统 同捷公司的汽车CAN总线车身控制系统通过CAN总线来控制车身电器,如汽车外部照明、灯光信号、雨刮电机、洗涤电机、喇叭、启动电机、后除霜加热器、后备箱锁执行器,油箱盖锁执行器、车窗、后视镜等器件。 整套控制系统可以采用集中与分散相结合的控制方式。由一个主控模块、几个从控制模块以及语音中控模块组成。从控制模块的具体数量由控制量的多少决定。一般来说可以分成前控制模块、后控制模块、玻璃升降器控制模块、电动后视镜控制模块、电动天窗控制模块和电动座椅控制模块。 除前后盒主控模块外,其它几个模块自成系统并通过LIN总线与主控模块通讯以实现各种控制功能,例如语音中控模块可以通过LIN总线从主控模块读取各种故障信息以语音的方式向驾驶员报告,并将锁车设防信息送到主控模块供玻璃升降器和电动天窗读取,在锁车时实现玻璃的自动升降和天窗的自动关闭,还可以将电动后视镜和车窗的集控开关的信号通过LIN总线传递给各控制器以实现相应的控制。 各个模块的具体功率执行器件可以采用继电器或智能功率器件,采用智能功率器件可以减小控制盒体积,且具有过流,短路保护和断线反馈等功能。系统中融入故障检测和语音报警功能以及遥控、防盗功能,并提升了整车控制的智能化、人性化,简化整车线束、提高电气系统的可靠性。 基础框架:整个系统的基础框架由主控模块、车前模块、车后模块共3个部分组成。其控制了大部分车身电器,参见基础框架功能示意图。 四、上海同济同捷科技股份有限公司车身CAN总线系统的优势 (一)简化整车的供电系统,方便电气布线 由于改变了控制方式并使用了电子开关,取消了大部分继电器和熔断丝。整车线束减少20%~40%(发动机线基本保持不变,前围线减少20%~30%,底板线减少30%~40%)。

CAN总线的工作原理

CAN总线的工作原理 控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的 现场总线之一。CAN 协议由德国的Robert Bosch 公司开发,用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用 途延伸到其他自动化和工业应用。CAN 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11 位的寻址以及检错能力。CAN 总线是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电子干扰性,并且能够检测出产生的任何错误。CAN 总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输 等领域。CAN 总线的特点1、具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点;2、采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干 扰环境中工作;3、具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上,形成多主机局部网络;4、可根据报文的ID 决定接收或屏蔽该报文;5、可靠的错误处理和检错机制;6、发送的信息遭到破坏后,可自动 重发;7、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;8、报文不包含 源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。CAN 总线的工作原理CAN 总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s 的速率在40m 的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN 与I2C 总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。当CAN 总线上 的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节 点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11 位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方

认识大众车系CAN数据总线系统

一、填空题 1.由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同,大众汽车的CAN总线系统设定为_________、_________、 _________、__________和__________五个局域网。 2.大众汽车的CAN网络中,各个控制单元之间的连接采用_________的拓扑结构,这样当控制单元损坏或通往 某控制单元的导线断路时,不会影响其它控制单元进行信息交流。(较难) 3.在驱动系统CAN总线的信号波形中,在显性状态时,CAN-H线和CAN-L线的电压分别约为________V和 ________V,在隐性状态时,这两条线的电压均为________V,这个电压也称为________。 4.CAN-H信号和CAN-L信号经过__________处理后,可最大限度地消除了干扰的影响。 5.在舒适系统CAN总线中,只有关闭点火开关且满足下列条件的情况下才能进入睡眠模式:_____________、 _______________、_______________、_____________(较难) 6.舒适系统由一个_________和至少两个_________单元组成。 7.中央控制单元的功能包括_________、_________、_________、_________和__________。 8.诊断总线用于_________和相应_________ 之间的信息交换,它被用来代替原来的K线或者L线的功能。 9.差动信号放大器用于处理来自_________和_________的信号,还负责将转换后的信号送至控制单元的 _________。(较难) 10.一个信号要从一个总线区域进入到另一个总线区域,必须把它的________和_________进行改变,使其能够 让另一个系统接收。 11.最初数据总线的两个末端有两个终端电阻,而大众车系使用的是________,即发动机控制单元内的________ 和其他控制单元内的________。 12.诊断总线通过________转接到相应的________上,然后再连接相应的控制器进行数据交换。 二、判断题 1.VAG1551、VAG1552、VAS5051和VAS5052都可以诊断虚拟K线。() 2.在点火开关关闭的情况下,为了降低耗电,连接在CAN数据总线上的控制单元被置于睡眠模式。() 3.舒适系统中的故障逻辑电路会通知控制单元现在收发器是工作在正常模式下还是单线模式下() 4.舒适系统可以单线运行,无终端电阻,有分散的电阻,位于系统内的各个控制单元内,且具有不同的电阻()(较难) 5.网关除了具有交换各种总线信息的功能外,还可以改变信息的优先级。() 6.为了便于测量,驱动系统CAN总线的长度不应超过10m。() 7.CAN总线系统里面还存在LIN系统,其传输速率为20kbit/s,整个CAN总线系统最大可承载1000 kbit/s () 8.驱动CAN总线系统和舒适CAN总线系统中的CAN-H和CAN-L之间都不通过电阻相连,而是彼此独立作为电 压源来工作。() 9.LIN数据总线是CAN数据总线的子网,它只有一根数据线,一个主控制单元最少可以连接16个子控制单元。 () 10.当两条CAN总线CAN-H和CAN-L其中一条线断路时,整个驱动系统将无法进行工作。() 三、选择题 1. 下列对驱动系统CAN的叙述不正确的是 ................................... () A. 由15号线激活 B. 采用双线式数据总线 C. 可以工作在单线工作模式 D. 传输速率为500kbit/s 2. 当错误计数累计超过____时,控制器不再允许发送信息;当累计超过___时,控制器自动与总线脱离。() A. 127 255 B. 128 256 C. 126 127 D. 255 127 3. 如果电压降到以下,哪些不属于车载网络系统控制单元采取的措施的是()。 A.提高发动机怠速转速 B.接通后窗加热装置 C.关闭座椅加热装置 D.降低空调压缩机功率 4. 在舒适系统CAN总线中,下列哪些动作不能识别到唤醒命令()。 A. 打开点火开关 B.激活闪烁报警装置 C. 车门、后备箱盖、车前盖和点火钥匙的状态发生变化

汽车控制系统的CAN总线应用模板

汽车控制系统的 CAN总线应用 汽车控制系统的CAN 总线应用 摘要 现代汽车上安装和使用了越来越多的电子控制单元(ECU), 大大提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和操作的方便性,但随之增加的复杂电路使车内线束增多、空间紧张、布线复杂,导致车身重量明显增加,降低了车辆的可靠性,增加了维修难度。另外, 各电控单元之间也需要传递大量的信息,有些信息是多个电控单元 共享的,传统的点对点的接线和布线方式不能实现信息共享。由于现代汽车的电子控制器及仪表的数量越来越多,因此现代汽车一般

采用CAN 总线系统,将整个汽车控制系统联系起来统一管理,实现数据共享和相互之间协同工作。 把CAN 总线技术应用于汽车的电气控制就能够解决这些问题也是当前国内外汽车制造商大力开发和正在使用的新技术。CAN 已被广泛应用到各个自动化控制系统中,从高速的网络到低价位的 多路接线都能够使用CAN.例如,在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统和安防监控等领域,CAN 都具有不可比拟的优越性。现代汽车的结构复杂,传感器遍布全车,其类型多种多样,这使得数据变得复杂,大小不尽相同,因此速率也不相同,另外车身系统也需要获得驱动系统的信息,以供维修人员或者驾驶者参考。因此有必要设计一个高效、可靠的网关与数据处理系统。 1.汽车CAN 总线系统. CAN 的全称是:Controller Area Network, 即区域网络控制器 CAN总线中数据在串联总线上能够一个接一个地传送,所有参加CAN总线的分系统都能够经过其控制单元上的CAN总线接口进 行数据的发送和接收。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它单元的工作,汽车CAN总线对不同数据 的传输速率是不一样的,对发动机电控系统和ABS等实时控制用 数据实施的是高速传输,速率为0.125M波特率?1M波特率;对车身调节系统(如空调)的数据实施的是低速传输,传输速率在10? 125K波特率;其它如多媒体系统和诊断系统则为中速传输,速率在前两者之间,这样的区分提高了总线的传输效率。图1为某种客车

CAN的工作原理

一、概述 对于一般控制,设备间连锁可以通过串行网络完成。因此,BOSCH公司开发了CAN总线(Controller Area Network),并已取得国际标准化组织认证 (ISO11898),其总线结构可参照I SO/OSI参考模型。同时,国际上一些大的半导体厂商也积极开发出支持CAN总线的专用芯片。通过CAN总线,传感器、控制器和执行器由串行数据线连接起来。它不仅仅是将电缆按树形结构连接起来,其通信协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层,网络可根据协议探测和纠正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较容易,允许任何站之间直接进行通信,而无需将所有数据全部汇总到主计算机后再行处理。 二、CAN在国外的发展 对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处,即较低的成本、较高的实时处理能力和在恶劣的强电磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAN总线系统;美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN总线;美国一些企业已将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时,由于CAN总线可以提供较高的安全性,因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。 三、CAN的工作原理 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。 CAN总线的报文发送和接收参见图1。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时, 转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。 四、位仲裁 要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时,要求快速地进行总线分配。实时处理通过网络交换的紧急数据有较大的不同。一个快速变化的物理量,如汽车引擎负载,将比类似汽车引擎温度这样相对变化较慢的物理量更频繁地传送数据并要求更短的延时。

汽车总线技术

汽车总线技术 。一、汽车总线概述 1.汽车总线技术的发展 随着车用电气设备越来越多,从发动机控制到传动系统控制,从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统,从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力,使汽车电气系统形成一个复杂的大系统,并且都集中在驾驶室控制。另外,随着近年来ITS的发展,以3G(GPS、GIS和GSM)为代表的新型电子通讯产品的出现,它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。 从布线角度分析,传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式,相互之间少有联系,这样必然造成庞大的布线系统。据统计,一辆采用传统布线方法的高档汽车中,其导线长度可达2000米,电气节点达1500个,而且,根据统计,该数字大约每十年增长1倍,从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看,传统布线方法都将不能适应汽车的发展。下图1、图2分别为相同节点的传统点对点通讯方式和使用CAN总线的通讯方式,从图可以直观地比较线束的变化(图中节点之间的连线仅表示节点间存在的信息交换,并不代表线束的多少) 图1 传统的节点通讯方式

图2 CAN总线通讯方式 电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统(ABS)、防滑控制系统(ASR)、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。为了满足各子系统的实时性要求,有必要对汽车公共数据实行共享,如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先劝竞争的模式,且本身具有较高的通信速率,CAN总线正是为满足这些要求而设计的。 美国汽车工程师协会(SAE)车辆网络委员会根据标准SAE J2057将汽车数据传输网划分为A、B、C三类,为了直观地说明其网络划分,这里图3表示。 从通讯速度角度分析,随着车载多媒体和办公设备在车辆应用方面的快速发展,一种新型总线——IDB已经出现,世界各大汽车生产商对此非常关注,纷纷出台相应的研究计划。现在已经存在能够对导航、GPS、电话、音响、电视、DVD

汽车CAN总线基础知识

CAN总线协议 控制器局域网总线(CAN, Controller Area Network )是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其 用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时 支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线发展 控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴,是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km时,CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。 CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以 使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。[1]CAN与I2C总线的许多细节 很类似,但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式 广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。 当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给 本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接 收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。 当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器 都有自己独立的传感器。 CAN总线在空闲(没有节点传输报文)时是一直处于隐性状态。当有节点传输报文时显性覆盖隐性,由于CAN总线是一种串行总线,也就是说报文是一位一位的传输的,而且是数字信号(0和1),1代表隐性,0代表显性。在传送报文的过程中是显隐交替的,就像二进制数字0101001等,这样就能把信息发送出去,而总线空闲的时候是一直处于隐性的。 CAN总线特征 (1)报文(Message)总线上的数据以不同报文格式发送,但长度受到限制。当总线空闲时, 任何一个网络上的节点都可以发送报文。 ⑵信息路由(Information Routing)在CAN中,节点不使用任何关于系统配置的报文,比 如站地址,由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时,不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变,可以直接在CAN中增加节点。 (3) 标识符(Identifier)要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域),它给出的不是目标节点地址,而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送,所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。

汽车总线题库

汽车总线题库Last revision on 21 December 2020

汽车电脑的检修 一、填空题 1.汽车电脑(ECU)在硬件上由输入接口、______微控制器___和___输出接口三部分组成,其核心部件是___微控制器____。 2.微控制器由 CPU 、存储器和 I/O口三部分组成,其核心部件是 __CPU__。 3.存储器按读写操作原理分为__只读存储器(ROM)___和___随机存储器(RAM)两类,其中故障码存储在随机存储器(RAM)中。 4.汽车电脑的软件包括程序和数据。 5.汽车电脑常见的故障有电脑电源故障、输入/输出部分故障、存储器部分故障、特殊故障。 6.汽车电脑常用的检修方法有直观检查法、电阻检测法、电压检测法、波形检测法和等效替换法等几种。 7.汽车电脑的编码通过故障诊断仪来完成。 二、判断题 1.汽车电控系统由汽车传感器、ECU和执行元件组成。(√) 2.临时数据存放在只读存储器ROM中。(×) 3.程序和原始数据存放在只读存储器ROM中。(√) 4.在汽车电控系统中,RAM的电源与后备电源或蓄电池直接相接,不受点火开关控制。(√) 5.可以通过给汽车电控系统的RAM断电的方法来清除故障码。(√) 6.汽车上每个控制单元都有编码,并且每个控制单元只有一个编码。(×)

7.控制单元的编码在车辆出厂前已经设定好。(√) 8.通过编码可以使相同零件编号的控制单元去适应不同的车型、地区。(√) 9.汽车电脑的匹配是给控制单元输入一个代码。(×) 10.汽车电脑的匹配是改变控制单元内部的某些参数。(√) 11.钥匙匹配结束后,如果防盗指示灯点亮,表明钥匙匹配成功。(×) 三、简答题 1.汽车电脑的硬件由哪几部分组成各部分的作用是什么 答:(1)输入接口——接收传感器信号,并对传感器输入的信号进行预处理(放大、滤波、整形、变换等),使输入信号变成微控制器可以处理的信号 (2)微控制器——接收、分析处理、存储输入接口输送的信息并进行计算,存储临时数据,并根据运算结果输出指令 (3)输出接口——将微控制器输出的指令转变为控制信号,并将其放大,以驱动执行元件执行相应动作 2.存储器按读写操作原理分为哪些类型各自有什么特点 答:存储器按读写操作原理分为只读存储器ROM和随机存储器RAM 只读存储器ROM的特点是:只能读出不能随机写入,存储的信息不会因断电而丢失,存储程序和原始试验数据。 随机存储器RAM的特点是:可随时写入或读出,存储的信息会因断电而丢失,存储临时数据。 3.简述汽车电脑的功用。 答:(1)接收传感器信号,并对传感器输入的信号进行预处理,使输入信号变成微控制器可以处理的信号

can总线结构和原理

can总线结构和原理 控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。CAN系统组成CAN总线用户接口简单,编程方便。网络拓扑结构采用总线式结构。这种网络结构简单、成本低,并且采用无源抽头连接,系统可靠性高。通过CAN总线连接各个网络节点,形成多主机控制器局域网(CAN)。信息的传输采用CAN通信协议,通过CAN控制器来完成。各网络节点一般为带有微控制器的智能节点完成现场的数据采集和基于CAN协议的数据传输,节点可以使用带有在片CAN控制器的微控制器,或选用一般的微控制器加上独立的CAN控制器来完成节点功能。传输介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力,还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离,电源采用DC-DC变换器等措施。这样可方便构成实时分布式测控系统。微控制器,或选用一般的微控制器加上独立的CAN控制器来完成节点功能。传输介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力,还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离,电源采用DC-DC变换器等措施。这样可方便构成实时分布式测控系统。 CAN总线的物理接口采用CAN收发器PCA82C250作为CAN控制器和物理总线之间的接口,提供向总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。 一般在驱动芯片和CAN控制器之间加入光电耦合器,增加抗干扰能力。CAN总线的速度将由光电耦合器的速度决定。比如:用4N27光耦,因为它的响应速度比较慢,CAN网络的位速度只能达到几十Kbit/s。如果采用6N137高速光电耦合器,CAN网络速度可以达到和电阻网络驱动时的速度一样。另外,物理层的设计要注意电缆的终端阻抗匹配,这直接影响了CAN总线能否正常工作和网络性能,一般在CAN总线两端并联120的电阻。

CAN总线原理及应用

CAN总线原理及应用 摘要介绍了CAN总线的特点、工作原理和应用领域,并且对每个应用领域进行了描述和举例讲解。 关键字 CAN总线,汽车,现场控制系统,通信 1 引言 控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议由德国的Robert Bosch公司开发,用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电子干扰性,并且能够检测出产生的任何错误。CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。 2 CAN总线的特点 ●具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点; ●采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作; ●具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上,形成多主机局部网络; ●可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文; ●可靠的错误处理和检错机制; ●发送的信息遭到破坏后,可自动重发; ●节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能; ●报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。 3 CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN与I2C总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。 当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。

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