邁騰CAN說明書ppt課件

1、1,一汽大眾邁騰轎車,CAN-BUS系統(tǒng),2,基本內(nèi)容,簡介,基本構(gòu)造,功能,驅(qū)動系統(tǒng),傳送安全性和故障處理,數(shù)據(jù)傳輸,舒適系統(tǒng),3,Canbus的由來 由于現(xiàn)代汽車的技術(shù)水平大幅提高，要求能對更多的汽車運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，因而汽車控制器的數(shù)量在不斷的上升，從開始的幾個發(fā)展到幾十個以至于上百個控制單元?？刂茊卧獢?shù)量的增加，使得它們互相之間的信息交換也越來越密集。為此德國BOSCH公司開發(fā)了一種設(shè)計先進(jìn)的解決方案CAN數(shù)據(jù)總線，提供一種特殊的局域網(wǎng)來為汽車的控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,CAN-BUS系統(tǒng),4,Canbus的發(fā)展歷史,大眾公司首次在97年P(guān)ASSAT的舒適系統(tǒng)上采用了傳送速率為62.5K

2、bit/m的Canbus,98年在PASSAT和GOLF的驅(qū)動系統(tǒng)上增加了Canbus，傳送速率為500Kbit/m,2000年，大眾公司在PASSAT和GOLF采用了帶有網(wǎng)關(guān)的第二代Canbus,2001年，大眾公司提高了Canbus的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將舒適系統(tǒng)Canbus提高到100Kbit/m, 驅(qū)動系統(tǒng)提高到500Kbit/m,2002年，大眾集團(tuán)在新PQ24平臺上使用帶有車載網(wǎng)絡(luò)控制單元的第三代Canbus,2003年，大眾集團(tuán)在新PQ35平臺上使用五重結(jié)構(gòu)的Canbus系統(tǒng)，并且出現(xiàn)了單線的LIN-BUS,CAN-BUS系統(tǒng),5,CAN-Bus是Controller Area Netwo

3、rk的縮寫，稱為控制單元的局域網(wǎng)，它是車用控制單元傳輸信息的一種傳送形式。 車上的布線空間有限，CAN-Bus系統(tǒng)的控制單元連接方式采用銅纜串行方式。由于控制器采用串行合用方式，因此不同控制器之間的信息傳送方式是廣播式傳輸。也就是說每個控制單元不指定接收者，把所有的信息都往外發(fā)送；由接收控制器自主選擇是否需要接收這些信息,廣播原理：一家發(fā)送，大家接收,CAN-BUS系統(tǒng),6,CAN-BUS系統(tǒng)組成： CAN收發(fā)器: 安裝在控制器內(nèi)部，同時兼具接受和發(fā)送的功能，將控制器傳來的數(shù)據(jù)化為電 信號并將其送入數(shù)據(jù)傳輸線。 數(shù)據(jù)傳輸終端：是一個電阻，防止數(shù)據(jù)在線端被反射，以回聲的形式返回，影響數(shù)據(jù)的傳輸。

4、 數(shù)據(jù)傳輸線：雙向數(shù)據(jù)線，由高低雙絞線組成,CAN-BUS系統(tǒng),7,Canbus采用雙絞線自身校驗(yàn)的結(jié)構(gòu)，既可以防止電磁干擾對傳輸信息的影響，也可以防止本身對外界的干擾。系統(tǒng)中采用高低電平兩根數(shù)據(jù)線，控制器輸出的信號同時向兩根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像。并且每一個控制器都增加了終端電阻，已減少數(shù)據(jù)傳送時的過調(diào)效應(yīng)。Canbus雙絞線的基本顏色：Can總線的基本顏色： 橙色；Can-Low總是棕色；Can-High:驅(qū)動系統(tǒng)(黑色)；舒適系統(tǒng)（綠色)； 信息系統(tǒng)(紫色,CAN-BUS系統(tǒng),8,由于汽車不同控制器對CAN總線的性能要求不同，因此最新版本的CAN總線系統(tǒng)人為設(shè)定為5個不同的區(qū)域，分

5、別為驅(qū)動系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、多功能儀表、診斷總線等5個局域網(wǎng)。其速率分別為(Kbit/m)：驅(qū)動系統(tǒng)（由15號線激活）：500; 舒適系統(tǒng)（由30號線激活）：100信息系統(tǒng)（由30號線激活）：100；診斷系統(tǒng)（由30號線激活）： 500儀表系統(tǒng)（由15號線激活）：100；Lin: 20最大承載：1000,CAN-BUS系統(tǒng),9,診斷接口,CAN-區(qū)域圖,網(wǎng)關(guān),J519,空調(diào)J255,舒適系統(tǒng)J393,左前門J386,右前門J387,左后門J388,右后門J389,轉(zhuǎn)向柱J527,電動轉(zhuǎn)向J500,G85,安全氣囊J234,ABSJ104,變速箱,發(fā)動機(jī),ESP傳感器,收音機(jī),車載電話,雨

6、括器 L,雨括器 R,J533,CAN-BUS系統(tǒng),10,網(wǎng)關(guān) 由于不同區(qū)域Canbus總線的速率和識別代號不同，因此一個信號要從一個總線進(jìn)入到另一個總線區(qū)域，必須把它的識別信號和速率進(jìn)行改變，能夠讓另一個系統(tǒng)接受，這個任務(wù)由網(wǎng)關(guān)(Gateway)來完成。另外，網(wǎng)關(guān)還具有改變信息優(yōu)先級的功能。如車輛發(fā)生相撞事故，氣囊控制單元會發(fā)出負(fù)加速度傳感器的信號，這個信號的優(yōu)先級在驅(qū)動系統(tǒng)是非常高，但轉(zhuǎn)到舒適系統(tǒng)后，網(wǎng)關(guān)調(diào)低了它的優(yōu)先級，因?yàn)樗谑孢m系統(tǒng)功能只是打開門和燈,CAN-BUS系統(tǒng),11,Linbus Linbus是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的縮寫。所謂汽車中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是指所有的控制單元都在一個總成內(nèi)（如空調(diào)等）

7、，并且有主控制器和子控制器之分，整個總成內(nèi)（主控制器和子控制器，子控制器和子控制器）信息都由Linbus相連，然后由主控制器通過Canbus與外界相連。Linbus是CANBUS的子網(wǎng), 但它只有一根數(shù)據(jù)線，線截面積為0.35mm2,并且沒有屏蔽措施。Linbus系統(tǒng)規(guī)定一個主控制單元最多可以連接16個子控制單元,CAN-BUS系統(tǒng),12,診斷總線 診斷總線是用于診斷儀器和相應(yīng)控制單元之間的信息交換，它被用來代替原來的K線或者L線的功能（廢氣處理控制器除外）。 診斷總線目前只能在VAS5051和VAS5052 下工作，而不能適用于原來的診斷工具，如1552等。診斷總線通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)的CAN

8、BUS上，然后再連接相應(yīng)的控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 隨著診斷總線的使用，大眾集團(tuán)將逐步淘汰控制器上的K線存儲器，而采用CAN線作為診斷儀器和控制器之間的信息連接線，我們稱之為虛擬K線,CAN-BUS系統(tǒng),13,針腳號 對應(yīng)的線束 1 15號線 4 接地 5 接地 6 CANBUS(高） 7 k線 14 CANBUS(低） 15 L線 16 30號線 注：未標(biāo)明的針腳號暫未使用,當(dāng)車輛使用診斷CANBUS總線結(jié)構(gòu)后，VAS5051等診斷儀器必須使用相對應(yīng)的新型診斷線（VAS5051/5A或VAS5051/6A）, 否則無法讀出相應(yīng)的診斷信息。另外，車上的診斷接口也作出了相應(yīng)的改動，具體信息看如下圖表

9、： 注：5051儀器的版本號必須大于3.0以上 才能使用診斷CANBUS總線。 新型診斷線能夠適用于舊型診斷接口,CAN-BUS系統(tǒng),14,Canbus上的信息 Canbus上的信息是以二進(jìn)制形式出現(xiàn)的。也就是說控制單元將信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，Canbus用電平來模擬二進(jìn)制，接受控制單元將電平轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，再將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正常數(shù)據(jù)。 例如： 控制單元B將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速值信號先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(00010101),然后由發(fā)送器轉(zhuǎn)換成一串電平信號兵發(fā)送出去。 控制單元A的接收器先讀取電平信號，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(00010101)，然后再解碼成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速值,CAN-BUS系統(tǒng),15,邏輯信號和差分放

10、大器,log. 0,log: 1,差分放大器對應(yīng)于邏輯電平,CAN-BUS系統(tǒng),16,Canbus的收發(fā)器Canbus上的控制器中發(fā)送信息的線路通過一個開路集電極和總線相連,Canbus的收發(fā)器如圖所示，使用一個電路進(jìn)行控制，這樣也就是說控制單元在某一時間段只能進(jìn)行發(fā)送或接受一項功能。 邏輯“1”：所有控制器的開關(guān)斷開；總線電平為5Vor3.5V；Canbus未通訊。 邏輯“0”：某一控制器閉合；總線電平為0伏； Canbus進(jìn)行通訊,CAN-BUS系統(tǒng),17,典型收發(fā)器線路圖（TJA 1050,CAN-BUS系統(tǒng),18,2個以上控制器所組成的Canbus系統(tǒng) 當(dāng)用2個以上的控制器連接在Can

11、bus總線上（如圖所示），用邏輯1來表示斷開和用邏輯0表示閉合。不考慮其他總線規(guī)則情況下，總線會出現(xiàn)下圖的情況： 1.任何開關(guān)閉合，總線上的電壓為0伏 2.所有開關(guān)斷開，總線上的電壓為5伏,因此： 1.只要任何一個控制器激活，則總線激活 2.所有控制器關(guān)閉，總線處于未激活狀態(tài) 激活的總線稱為顯性電平； 未激活的總線電平稱為隱形電平,CAN-BUS系統(tǒng),19,Canbus 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 當(dāng)控制器發(fā)送信息時，并不僅僅是數(shù)據(jù)本身，它同時還帶有屬性數(shù)據(jù)打成數(shù)據(jù)包一起傳送。該數(shù)據(jù)包共有7個數(shù)據(jù)段，分別儲存有開始區(qū)（1位），有限級別區(qū)（11位），檢驗(yàn)區(qū)（6位）數(shù)據(jù)區(qū)（64位），安全區(qū)（16位），確認(rèn)區(qū)（2位

12、）和結(jié)束區(qū)（7位,CAN-BUS系統(tǒng),20,優(yōu)先級確認(rèn) 因?yàn)镃anbus采用串行數(shù)據(jù)傳遞（單根數(shù)據(jù)線)方式，如果有多個控制器同時需要發(fā)出信號，那么在總線上一定會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。所有每一個數(shù)據(jù)列都有它的優(yōu)先級。當(dāng)有多個控制器試圖發(fā)送信息時，它們自己的接收器為信息優(yōu)先級進(jìn)行仲裁，當(dāng)其他控制器發(fā)送的信息優(yōu)先級高于自己控制器發(fā)送信息時，通知自己發(fā)送器停止發(fā)送，整個控制器進(jìn)入接收狀態(tài)。 在信息數(shù)據(jù)列中有11位的狀態(tài)區(qū)，這11位二進(jìn)制中前7位既是發(fā)送信息的控制器標(biāo)識符，同時又表示了它的優(yōu)先級，即從前往后數(shù)，前面零越多，優(yōu)先級越高。而后4位則是這個控制器發(fā)送不同信息的編號，如發(fā)動機(jī)控制單元既要發(fā)送轉(zhuǎn)速信號，又

13、要發(fā)送水溫等信號，則后4位就有所不同,CAN-BUS系統(tǒng),21,Canbus系統(tǒng)的難題-發(fā)送和接受的同步,CAN-BUS系統(tǒng),22,同步解決方案一：邊沿對齊,為了保證發(fā)送和接受能夠同步，Canbus規(guī)定了邊沿對齊規(guī)則。也就是說接收器發(fā)現(xiàn)每一次電平反向的節(jié)拍不對時，必須調(diào)整邊沿，以求得同步。這個規(guī)則在電平變化頻繁時能有效的保證了接收的正確性,CAN-BUS系統(tǒng),23,數(shù)據(jù)的位填充,為了保證發(fā)送和接受能夠同步，Canbus規(guī)定了位填充規(guī)則。也就是說最多5位出現(xiàn)一樣的電平信號，第六位必須有一個反向電平。這個規(guī)則能有效的保證了接收的正確性,CAN-BUS系統(tǒng),24,出錯幀（Error Frame):

14、當(dāng)控制器在接收其他控制器或自己發(fā)送器的信息時，發(fā)現(xiàn)信息有錯誤，可以發(fā)送出錯幀，出錯幀至少有6個顯性電平和8個隱性電平，至多12個顯性電平和8個隱性電平構(gòu)成,錯誤發(fā)送控制單元,接收控制單元,接收控制單元,Canbus系統(tǒng),CAN-BUS系統(tǒng),25,驅(qū)動系統(tǒng),Canbus驅(qū)動系統(tǒng)由15號激活, 速率是所有Canbus中最高達(dá)到500 kBit/s，采用終端電阻結(jié)構(gòu)，其中心電阻為66歐姆（發(fā)動機(jī)電阻）；并且高低Canbus線為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即任一根Canbus線斷路，則Canbus無法工作,CAN-BUS系統(tǒng),26,驅(qū)動系統(tǒng)電路簡圖,CAN-BUS系統(tǒng),27,驅(qū)動系統(tǒng)的Canbus信號和邏輯信號： Ca

15、n-High的高電平為：3.5伏 Can-High的低電平為：2.5伏 Can-Low 的高電平為: 2.5伏 Can-low 的低電平為：1.5伏 邏輯“1”：Can-high(3.5) Can-low=(1.5) 邏輯“0”：Can-high(2.5) Can-low(2.5,驅(qū)動系統(tǒng)的信號圖,CAN-BUS系統(tǒng),28,舒適系統(tǒng),Canbus舒適系統(tǒng)由30號激活, 速率達(dá)到100 kBit/s，沒有終端電阻，且高低Canbus線分離，即任一根Canbus線斷路，Canbus工作不受影響,CAN-BUS系統(tǒng),29,舒適系統(tǒng)電路簡圖,測舒適系統(tǒng)高低線的電阻為無窮大,CAN-BUS系統(tǒng),30,1

16、0us,舒適系統(tǒng)的Canbus信號和驅(qū)動系統(tǒng)有很大區(qū)別： Can-High的高電平為：3.6伏 Can-High的低電平為：0伏 Can-Low 的高電平為: 5伏 Can-low 的低電平為：1.4伏 邏輯“1”：Can-high(3.6) Can-low=(1.4) 邏輯“0”：Can-high(0) Can-low(5,舒適系統(tǒng)的信號圖,CAN-BUS系統(tǒng),31,內(nèi)部故障管理 控制單元內(nèi)部有錯誤計數(shù)器。一次發(fā)送失敗計數(shù)加8，一次接收錯誤計數(shù)加1。當(dāng)累計超過127時，控制器不再允許發(fā)送信息，當(dāng)累計超過255時，控制器自動與總線脫離.但是，控制器發(fā)送信息時，沒有受到答復(fù)信號，控制器將重復(fù)發(fā)送，而錯誤計數(shù)不計數(shù),CAN-BUS系統(tǒng),32,典型故障1：Can-Low 斷路,CAN-BUS系統(tǒng),33,示波儀判斷,CAN-BUS系統(tǒng),34,典型故障2：Can