汽车电子与汽车CAN总线网络实验开发系统的设计

汽车电子与汽车CAN总线网络实验开发系统的设计

PFAutoECU-IV

硬件参数：

1、1个组合仪表单元：

1)核心处理器为16位汽车专用处理器芯片，具备大容量Flash、SRAM，

并具备CAN总线、LCD驱动、微型步进电机驱动接口等，为组合仪表常用处理器；

2)4个指针仪表：发动机转速表、车速表、燃油油量表、发动机冷却液温

度表；

3)多个LED指示灯：远光灯、近光灯、左/右转向灯、发动机故障报警灯

等20余个；

4)段位LCD显示器，指示时间、单次里程数、总里程数等信息；

5)具备程序下载、调试仿真接口；

6)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

2、1个中央舒适系统控制单元：

1)1个无线遥控接收器，并配套无线遥控发射器1个；

2)1路大功率继电器输出接口，用于车内照明灯等用电控制；

3)具备转向灯信号输出接口等多路大功率用电器输出接口；

4)具备8路开关量输入接口（符合汽车使用环境设计），具备软硬件自诊断

功能；

5)具备KWP1281诊断协议所需K-LINE硬件接口；

6)具备程序下载、调试仿真接口；

7)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

3、1个左前门左前组合灯控制单元：

1)5路大功率用电器输出接口，用于车左前灯光控制；

2)具备4路伺服电机驱动接口，用于电动车窗电机、车门门锁电机、后视

镜电机控制；

3)具备8路高开关量输入接口（符合汽车使用环境设计），用于系统功能扩

展；

4)具备8路AD输入接口，用于车锁、车窗控制组合开关输入；

5)具备自诊断硬件电路；

6)具备程序下载、调试仿真接口；

7)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

4、1个右前门右前组合灯控制单元：

1)5路大功率用电器输出接口，用于车右前灯光控制；

2)具备4路伺服电机驱动接口，用于电动车窗电机、车门门锁电机、后视

镜电机控制；

3)具备8路高开关量输入接口（符合汽车使用环境设计），接入右前车窗升

降开关等；

4)具备8路AD输入接口，用于系统功能扩展；

5)具备自诊断硬件电路；

6)具备程序下载、调试仿真接口；

7)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

5、1个左后门左后灯控制单元：

1)5路大功率用电器输出接口，用于车左后灯光控制；

2)具备8路高开关量输入接口（符合汽车使用环境设计），接入左后车窗升降开关等；

3)具备8路AD输入接口，用于系统功能扩展；

4)具备自诊断硬件电路；

5)具备程序下载、调试仿真接口；

6)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

6、1个右后门右后灯控制单元：

1)5路大功率用电器输出接口，用于车左后灯光控制；

2)具备8路高开关量输入接口（符合汽车使用环境设计），接入右后车窗升降开关等；

3)具备8路AD输入接口，用于系统功能扩展；

4)具备自诊断硬件电路；

5)具备程序下载、调试仿真接口；

6)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

7、1个OBD故障自诊断接口单元：

1)标准OBD II物理接口，硬件满足ISO 15756、KWP1281等诊断要求；

8、1个发动机信号模拟单元：

1)具备2路数字脉冲输出接口；

2)具备2路模拟脉冲输出接口，可编程实现任意信号波形；

3)具备2路电位器输出接口；

4)具备4路电位器输入接口，板载电位器；

5)具备4路开关量输入开关；

6)具备1路CAN总线接口，符合ISO 11898-2物理层标准；

7)具备JTAG编程接口。

9、1套PFautoCAN总线仿真开发工具：

1)PFautoCAN平台软件是针对车载CAN-BUS网络及其相关ECU的开发、测试和分析的集成开发环境软件，涵盖了从系统规划到实现的完整开发流程，可提高开发基于CAN-BUS网络的ECU及车载网络的效率。软件平台主要包括三大功能模块：1、数据库功能模块，2、测量功能模块，3、仿真功能模块。支持ECU及车载CAN-BUS网络系统的开发、测量、仿真、诊断、测试、分析、数据记录、数据回放等。

2)测量：以图形，图表等形式实时的反映车载网络的总线状态及相关信息

3)仿真：用于车载网络仿真，包括软件仿真，半实物仿真，硬件在环仿真。

4)诊断：完成对单个ECU的CAN-BUS通信功能诊断，以及多个ECU 联网后网络的综合诊断。

5)测试：对开发过程中各个阶段的ECU进行CAN总线通信功能测试，检查测试模型，回归测试及一致性测试。

6)数据记录与回放：可记录总线数据，并进行记录数据的回放。

7)符合ISO11898标准的两路独立CAN-bus通道，可以处理CAN2.0A和

CAN2.0B格式的CAN报文信息；发送速度最高大于4000帧/秒，接收速度最高大于5000帧/秒。

8)可实时显示总线负载和流量以及总线错误状态。

9)支持检测和显示错误帧。

10)可通过脚本配置以支持自定义协议。

11)可发送协议帧，进行模拟操作；具有键盘输入、时间等触发功能，并

可设定接收到指定类型的协议帧时触发发送相应的协议帧。

软件配套：

1、基础程序源代码：CAN发送、CAN接收、CAN收发综合、CAN硬件滤波、CAN错误异常处理、AD输入、I/O操作、步进电机、段位液晶操作等基础实验；

2、综合程序源代码：基于CAN总线的组合仪表、中央舒适系统、左前车门左前组合灯、右前车门右前组合灯、左后车门左后灯、右后车门右后灯综合实验，含自诊断应用功能模块程序等。

3、实验指导书一本，从基本的输入输出、CAN总线通信，到基于汽车的软硬件电路设计理念、自诊断软硬件设计、汽车软硬件控制逻辑、CAN总线通信协议设计等全面讲解，实现电子电气一体化网络控制；提供硬原理图并详解关键部分硬件设计原理；

4、可配合PFAutoCAN开发工具实现模拟实车电控系统与CAN网络的课程设计、毕业设计，甚至项目开发等。

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。

大众汽车车载CAN总线系统设计

大众汽车车载CAN总线系统设计 摘要：随着汽车电子技术的持续发展，汽车上越来越多的应用电子设备，电子控制设备的联系更加复杂，而汽车的传统电气系统一般都是采用点对点的单一通信，联系较少，因此，庞大的布线系统之间的联系已经无法满足逐渐复杂的汽车控制系统的要求。 本文以大众汽车车载CAN总线车身控制系统为研究对象,介绍了国际汽车电子技术的现状和发展趋势，与目前主流的汽车网络技术相比，本文分析了目前流行的现场总线的性能及特点，研究了CAN总线的汽车车身控制系统。介绍了系统的硬件设计和开发过程。说明了每个节点的作用，说明了每个模块硬件电路结构。介绍了系统的软件设计和开发过程。该论文讲述了CAN通信模块的通信流程。通过本设计，大众汽车车载CAN 总线车身控制系统可以满足现代车身控制的需要。 关键词：车载网络；大众汽车车载CAN总线；车身控制系统

Volkswagen car CAN bus system design Abstract: with the continuous development of automobile electronic technology, more and more electronic equipment used in automobile, electronic control equipment is more and more complex, the relation between the traditional auto electrical system is mostly single point to point communication, connect with each other very few, so lead to the connection between the huge wiring system has far cannot satisfy the requirement of increasingly complex auto control system. Automobile LAN CAN bus, which are widely used in automotive electronic control system, in order to realize intelligent and networked control part provides effective ways and methods. This topic with CAN bus body control system as the research object, mainly to do the summary of a few aspects: introduce the current status and development trend of international automotive electronics technology, more mainstream in today's automotive network technology, a comprehensive analysis of the current popular features and performance of a variety of field bus, the further study of the CAN bus car body control system. Describes the hardware design and development of the system. According to the actual needs of the system, the design of each module of the system is determined. Detailed introduces the system function of each control node, describes the main control chip peripheral circuit, light control circuit, CAN communication module circuit, wiper control circuit, control circuit, window lock motor control circuit, the switch quantity detection circuit, electric rearview mirror control circuit hardware circuit for each module of the structure. Describes the software design and development process of the system. This article introduces the communication process for the CAN communication module. Key words: car network; vw vehicle CAN bus; Body control system;

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。

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总线系统智能节点的设计

汽车ECU电路分析 ECU电路解析 正如在本章开始时我们讲到的，不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和要紧功能是差不多一样的，因此我们以有代表性的BOSCH MOTRONIC系统为例进行ECU的电路分析。 1、BOSCH MOTRONIC系统结构图 BOSCH MOTRONIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采纳的差不多上BOSCH电子喷射系统。图5.11为MOTRONIC系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，关于更好的了解电脑的工作过程，以至于分析故障与维修差不多上大有关心的。 图11 Motronic系统框图 1－燃油箱；2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器；5－燃油脉动衰减器；6－电子操纵单元；7－分电器；8－喷油嘴；9－冷起动喷油嘴；10－节气门；11－节气门开关门；12－空气流量计；13－氧传感器；14－热敏开关；15－水温传感器；16－辅助空气阀；17－曲轴位置传感器；18－主继电器；19－燃油泵继电器

在图11中，电子操纵单元作为电控发动机的核心部分，由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成，英文表示为Electric control unit简称ECU。其作用是接收各种传感器送来的信息，以它们进行运算、处理、推断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的操纵。那个地点提级的ECU是各种操纵单元的统称，ECM/PCM则是发机操纵模组或动力操纵模组的缩写，是包含于ECU范围之内的。 2、BOSCH MOTRONIC1.3电路分析 汽车电子操纵单元（ECU），不论是BOSCH的MOTRONIC，福特的EEC IV、V，通用的P4、P6等，其最终的目的只有一个，让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小，污染低。这是针对发动机系统而言，其他系统也是一样，每个系统都有自己的目标，这就看起来是电视机一样，世界各国生产的电视机，不管是哪个厂家的，差不多上要以接收电视节目为目的。基于如此一种认识，我们能够把ECU抽样化的分成几个部分，见图12所示。

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

汽车CAN总线系统智能节点的设计

汽车ECU电路分析ECＵ电路解析 正如在本章开始时我们讲到的,不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和主要功能是基本一样的,因此我们以有代表性的BＯＳCＨＭOTＲＯNIC系统为例进行ＥＣU的电路分析。 1、BOSCH MOTＲONIC系统结构图 BOSCH MOＴROＮIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采用的都是BOSCH电子喷射系统。图5.１1为MＯTRＯNIＣ系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，对于更好的了解电脑的工作过程,以至于分析故障与维修都是大有帮助的。 图１1Motronic系统框图 1－燃油箱;2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器;5-燃油脉动衰减器；6-电子控制单元；７－分电器；8-喷油嘴;9－冷起动喷油嘴;10－节气门;1１-节气门开关门；１2-空气流量计；13－氧传感器;14－热敏开关;15-水温传感器；16-辅助空气阀；17-曲轴位置传感器；18-主继电器;19－燃油泵继电器在图11中，电子控制单元作为电控发动机的核心部分,由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成,英文表示为Elecｔric conｔｒol ｕｎｉt 简称EＣU。其作用是接收各种传感器送来的信息,以它们进行运算、处理、判断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的控制。这里提级的ＥCＵ是各种控制单元的统称,ＥＣＭ/PCＭ则是发机控制模组或动力控制模组的缩写，是包含于ＥCU范围之内的。 2、BOSＣH MOTRONＩC1.3电路分析 汽车电子控制单元（ＥCU),不论是BＯSCH的MOTＲONＩC，福特的EＥC IV、V,通用的P４、P6等,其最终的目的只有一个,让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小,污染低。这是针对发动机系统而言,其他系统也是一样,每个系统都有自己的目标,这就好像是电视机一样，世界各国生产的电视机,无论是哪个厂家的，都是要以接收电视节目为目的。基于这样一种认识,我们可以把

汽车CAN总线数字组合仪表设计

２０１０年（第３２卷）第１期 汽车工程 ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１０（Ｖ０１．３２）Ｎｏ。１ 汽车ＣＡＮ总线数字组合仪表设计木 ２０１００１９ 曹晓琳１，王登峰１，车晓镭１，倪莹祥１，阮邵范２，宋连彬２ （１．吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室，长春１３００２２；２．四平慧宇仪表电气有限公司，四平１３６００１） ［摘要】设计了ＣＡＮ总线、步进电机驱动、液晶显示驱动和挡位与警示灯控制等仪表核心电路模块，完成了整个组合仪表硬件的研发，并编制了仪表的控制软件。检测结果表明，仪表指针指示正确、稳定，里程、报警和挡位显示准确。 关键词：汽车；ＣＡＮ总线；数字仪表；设计 ＤｅｓｉｇｎｏｆＣＡＮＢｕｓ—ｂａｓｅｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｉｇｉｔａｌＣｌｕｓｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣａｏＸｉａｏｌｉｎｌ，ＷａｎｇＤｅｎｇｆｅｎ９１，ＣｈｅＸｉａｏｌｅｉｌ，ＮｉＹｉｎｇｘｉａｎ９１，ＲｕａｎＳｈａｏｆａｎ２＆ＳｏｎｇＬｉａｎｂｉｎ２１．埘讯Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔａｔｅ研ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２； ２．脚ｆ昭ＨｕｉｙｕＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓ／ｐ／ｎｇ１３６００１ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｃｏｒｅｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｕｌｅｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓｆｏｒＣＡＮｂｕｓ，ｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅ，ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｄｒｉｖｅａｎｄｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒ／ａｌａｒｍＬＥＤｓｃｏｎｔｒｏｌ，ＳＯｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔ?ｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｓｔａｂｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍｉｌｅａｇｅ，ｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄａｌａｒｍＬＥＤｓｄｉｓｐｌａｙａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ；ＣＡＮｂｕｓ；ｄｉｇｉｔａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ 日ＩＪ舀 汽车仪表是汽车工作状态的信息显示中心，是驾驶员与汽车进行信息交流的平台，是保证汽车安全行驶的关键零部件之一…。近年来随着微电子技术、控制技术、网络通信技术的发展，ＣＡＮ总线协议在车载电控系统中得到了广泛应用，因此汽车仪表可通过ＣＡＮ总线直接在总线网络上读取所需的输人信号，无须专门布置传感器，从而可使汽车仪表系统得到大大简化，同时也显著降低了仪表的成本。因此，将ＣＡＮ总线通信应用于汽车仪表已成为发展的必然趋势¨。－。 作者将ＣＡＮ总线技术应用于汽车数字式组合仪表的开发，使仪表所需的发动机转速、车速、水温、挡位、警示信息等主要显示信号均通过其它车载电控系统的ＣＡＮ协议接口直接读取，避免现有汽车数字式仪表每个信号均采用传感器到仪表点对点的信号获取与传输方式带来汽车线束多、质量大、故障率高的不足，减少了传感器和汽车线束的数量，降低了仪表成本，提高了系统工作可靠性。设计研制出了ＣＡＮ总线数字仪表样品，并进行相应的试验验证。 １硬件设计 根据ＣＡＮ２．０协议，采用４路ＣＡＮ总线信号，可从ＣＡＮ总线上接收到来自整车其它电控单元（ＥＣＵ）的ＣＡＮ信号，将标识符为２４０Ｈ的数据帧定义为发动机故障、制动器ＡＢＳ故障、电瓶电量低和安全带未系等４个报警灯；标识符为２８０Ｈ的数据帧定义为转速表和水温表；标识符为２ＣＯＨ的数据帧定义为车速表和里程表；标识符为３００Ｈ的数据帧定义为挡位信号。 硬件电路以飞思卡尔公司的ＭＣ９Ｓ１２ＨＺ２５６为 牵吉林省汽车产业发展专项基金（２００６００３）和长春市科技支撑计划项目（０８ＫＺｌ４）资助。

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

基于CAN总线的汽车仪表设计

摘要 本设计致力于汽车CAN总线仪表系统的研究，深入讨论了系统的设计思想与实现方法，实现了在LabVIEW开发平台上建立基于CAN总线的虚拟仪表系统。 整个设计分为硬件系统和软件系统两部分。其中硬件系统是以飞思卡尔公司的MC9S12XS128作为微处理器的核心。软件系统是利用C语言编写程序实现两个CAN 节点之间的通讯以及利用LABVIEW编程实现单片机与虚拟仪表之间的通讯。 系统首先构建了一个由两个CAN节点组成的最简单的CAN网络。对两个节点进行软件设计后，来实现相互之间的通讯和数据收发，同时在汽车的CAN应用层协议基础上，上位机节点对接收的CAN报文进行处理，得到虚拟仪表各控件所对应的数据。其中，基于LabVIEW的虚拟仪表系统开发和单片机的C语言编程是本设计的重点和难点。 关键词：CAN总线；汽车仪表；LabVIEW；C语言；单片机

ABSTRACT This paper researches automotive instrument based on CAN bus,deeply discusses the idea and the method of system design and brings forward the approach of design the automotive emulational virtual instrument system on the platform of LabVIEW software. The whole design of hardware system and software system is divided into two parts. One of the hardware system is the MC9S12XS128as freescale's company core microprocessor.A software system is using written in C language program realization of the communication between two CAN node using G language preparation and MCU and virtual instrument LABVIEW realization of the communication between. To construct a system first composed by two CAN node of the most simple CAN network.Two nodes software design,to realize mutual communication and data transceiver, meanwhile in automobile CAN application-layer protocol basis,PC node to receive message processing,CAN get virtual instrument corresponding each control the data. Among them,the LabVIEW virtual instrument based on SCM system development and the C programming language is the design of the key and difficult. Key words:CAN Bus；Automotive Instrument；LabVIEW；C Language；SCM

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。

整车CAN通信设计规范

文件编号: TKC/JS（S）-EV17 文件版本号: 0/A版 安徽天康特种车辆装备有限公司 整车CAN通信设计规范 编制: 审核: 批准: 发布日期：2014年12月22日实施日期：2014年12月22日安徽天康特种车辆装备有限公司

目录

前言 为使本公司整车CAN总线通信设计规范化，参考国际标准化组织协议以及国内外汽车总线总体设计的技术要求，结合本公司物流车开发车型的实际应用环境，编制本整车CAN总线通讯设计规范。本规范满足公司快速发展的需要，并将在实践中进一步提高完善。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部提出。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部批准。 本规范主要起草人：李劲松、查德国、和进军 本规范于2015年01月首次发布。

整车CAN通信设计规范 一、说明 范围 本规范规定了安徽天康特种车辆装备有限公司（以下简称“天康”）生产的纯电动汽车CAN通信设计规范。 本规范适用于安徽天康特种车辆装备有限公司设计开发的纯电动汽车的CAN总线通信设计。 如果本标准与其它标准或规范不一致，则按照如下方式处理： 与SAE J1939不一致，遵照本标准执行； 与ECU技术规范不一致，遵照ECU技术规范执行 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 表 1 参考文档 术语和缩写 表 2 缩写

二、物理层 本节详细规定了物理层的需求 相关标准 所有ECU应遵从标准、或者中的相关规定. 物理介质 CAN传输线束应该满足表3描述的参数和如下的条件： CAN线束采用非屏蔽双绞线； CAN_H和CAN_L应该被保护屏蔽包裹，如果天康允许，可以使用不带保护层的CAN 线束； 绞线率：13～58twist/m。 表 3 物理介质参数