常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CAN)

1、常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)沈鴻星沈鴻星Shen Hongxing襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院Xiangyang Vocational and Technical College2014.92014.92常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.車用網(wǎng)絡(luò)在汽車上的應(yīng)用大致可以分為車用網(wǎng)絡(luò)在汽車上的應(yīng)用大致可以分為哪哪4個(gè)系統(tǒng)？個(gè)系統(tǒng)？ 復(fù)習(xí)測(cè)試復(fù)習(xí)測(cè)試 3常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)在汽車上的應(yīng)用大致可以分為：車載網(wǎng)絡(luò)在汽車上的應(yīng)用大致可以分為：l 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)l 車身系統(tǒng)車身系統(tǒng)l 安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)l 信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)。 復(fù)習(xí)測(cè)試復(fù)習(xí)測(cè)試 4常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CAN

2、總線總線1VAN系統(tǒng)系統(tǒng)3LIN總線總線 2學(xué) 習(xí) 內(nèi) 容LAN系統(tǒng)系統(tǒng)4車載藍(lán)牙系統(tǒng)車載藍(lán)牙系統(tǒng)6MOST總線總線55常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2.1 CAN總線的工作原理總線的工作原理 CAN是是Controller Area Network（控制器局域網(wǎng)）的（控制器局域網(wǎng)）的縮寫，縮寫，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行串行通信協(xié)議。通信協(xié)議。目前，目前，CAN總線是汽總線是汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用最多、也最為普遍的一種總線技術(shù)。車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用最多、也最為普遍的一種總線技術(shù)。6常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.CAN總線的特點(diǎn)總線的特點(diǎn) 多主通信多主通信，控制單元間的數(shù)據(jù)交換都在同一平

3、臺(tái)上進(jìn)行。，控制單元間的數(shù)據(jù)交換都在同一平臺(tái)上進(jìn)行。這個(gè)平臺(tái)稱為協(xié)議，這個(gè)平臺(tái)稱為協(xié)議，CAN總線起到數(shù)據(jù)交換總線起到數(shù)據(jù)交換“高速公路高速公路”的的作用。作用。圖圖2-19 控制單元間的數(shù)據(jù)交換都在同一平臺(tái)上進(jìn)行控制單元間的數(shù)據(jù)交換都在同一平臺(tái)上進(jìn)行7常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖圖2-20 CAN總線相當(dāng)于數(shù)據(jù)交換的總線相當(dāng)于數(shù)據(jù)交換的“高速公路高速公路”8常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 可以很方便地實(shí)現(xiàn)用控制單元來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，如發(fā)動(dòng)可以很方便地實(shí)現(xiàn)用控制單元來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、變速器控制、機(jī)控制、變速器控制、ESP控制等?？刂频?。 可以很方便地加裝選裝裝置，為技術(shù)進(jìn)

4、步創(chuàng)造了條件，為可以很方便地加裝選裝裝置，為技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)造了條件，為新裝備的使用埋下了伏筆。新裝備的使用埋下了伏筆。CAN總線是一個(gè)開放系統(tǒng)，可以與各種傳輸介質(zhì)進(jìn)行適配，總線是一個(gè)開放系統(tǒng)，可以與各種傳輸介質(zhì)進(jìn)行適配，如銅線和光導(dǎo)纖維（光纖）。如銅線和光導(dǎo)纖維（光纖）。 對(duì)控制單元的診斷可通過對(duì)控制單元的診斷可通過K線來進(jìn)行，車內(nèi)的診斷有時(shí)通線來進(jìn)行，車內(nèi)的診斷有時(shí)通過過CAN總線來完成（如安全氣囊和車門控制單元），稱為總線來完成（如安全氣囊和車門控制單元），稱為“虛擬虛擬K線線”。隨著技術(shù)的進(jìn)步，今后有逐步取消。隨著技術(shù)的進(jìn)步，今后有逐步取消K線的趨勢(shì)。線的趨勢(shì)。 可同時(shí)通過多個(gè)控制單元進(jìn)行系

5、統(tǒng)診斷。可同時(shí)通過多個(gè)控制單元進(jìn)行系統(tǒng)診斷。9常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2. CAN總線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可靠性高；可靠性高；使用方便；使用方便；數(shù)據(jù)密度大；數(shù)據(jù)密度大；數(shù)據(jù)傳輸快；數(shù)據(jù)傳輸快；采用雙線傳輸采用雙線傳輸，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?。，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿摺?0常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.CAN總線的傳輸速率總線的傳輸速率 目前，目前，CAN總線系統(tǒng)中的信號(hào)是采用數(shù)字方式經(jīng)銅導(dǎo)線總線系統(tǒng)中的信號(hào)是采用數(shù)字方式經(jīng)銅導(dǎo)線傳輸?shù)?，其最大穩(wěn)定傳輸速率可達(dá)傳輸?shù)?，其最大穩(wěn)定傳輸速率可達(dá)1000Kbit/s （1Mbit/s）。）。 大眾和奧迪公司將最大

6、標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率規(guī)定為大眾和奧迪公司將最大標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率規(guī)定為500Kbit/s，并將并將CAN總線系統(tǒng)分為三個(gè)專門的系統(tǒng)：總線系統(tǒng)分為三個(gè)專門的系統(tǒng)： 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)CAN總線（高速），總線（高速），亦稱動(dòng)力亦稱動(dòng)力CAN總線，其標(biāo)準(zhǔn)傳總線，其標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為輸速率為500Kbit/s，可基本滿足實(shí)時(shí)要求，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)、，可基本滿足實(shí)時(shí)要求，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、變速器、ABS、轉(zhuǎn)向助力等汽車動(dòng)力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。、轉(zhuǎn)向助力等汽車動(dòng)力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。 舒適舒適CAN總線（低速），總線（低速），其標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為其標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為100 Kbit/s，主要用于空調(diào)系統(tǒng)、中央門鎖（車門）系統(tǒng)、座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要用

7、于空調(diào)系統(tǒng)、中央門鎖（車門）系統(tǒng)、座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。的數(shù)據(jù)傳輸。 信息信息CAN總線（低速），總線（低速），其標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為其標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為100Kbit/s，主要用于對(duì)時(shí)間要求不高的領(lǐng)域，如導(dǎo)航系統(tǒng)、組合音響系主要用于對(duì)時(shí)間要求不高的領(lǐng)域，如導(dǎo)航系統(tǒng)、組合音響系統(tǒng)、統(tǒng)、CD轉(zhuǎn)換控制等。轉(zhuǎn)換控制等。11常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)4.CAN總線的自診斷功能總線的自診斷功能控制單元具有自診斷功能，通過自診斷功能還可識(shí)別出與控制單元具有自診斷功能，通過自診斷功能還可識(shí)別出與CAN總線相關(guān)的故障。總線相關(guān)的故障。用診斷儀讀出用診斷儀讀出CAN總線故障記錄之后，即可按這些提示信總線故障記錄之

8、后，即可按這些提示信息按圖索驥、順藤摸瓜，快速、準(zhǔn)確地查尋并排除故障。息按圖索驥、順藤摸瓜，快速、準(zhǔn)確地查尋并排除故障?？刂茊卧獌?nèi)的故障記錄用于初步確定故障，還可用于讀出控制單元內(nèi)的故障記錄用于初步確定故障，還可用于讀出排除故障后的無故障說明，即確認(rèn)故障已經(jīng)被排除。如果想排除故障后的無故障說明，即確認(rèn)故障已經(jīng)被排除。如果想要更新故障顯示內(nèi)容，必須重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。要更新故障顯示內(nèi)容，必須重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。CAN總線正常工作的前提條件是車輛在任何工況均不應(yīng)有總線正常工作的前提條件是車輛在任何工況均不應(yīng)有CAN總線故障記錄總線故障記錄。 12常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2.2.2 CAN總線的組成

9、總線的組成1.CAN總線的基本系統(tǒng)總線的基本系統(tǒng) CAN總線的基本系統(tǒng)由多個(gè)控制單元和兩條數(shù)據(jù)線組總線的基本系統(tǒng)由多個(gè)控制單元和兩條數(shù)據(jù)線組成成，這些控制單元通過所謂收發(fā)器（發(fā)射，這些控制單元通過所謂收發(fā)器（發(fā)射-接收放大器）并接收放大器）并聯(lián)在總線導(dǎo)線上。聯(lián)在總線導(dǎo)線上。 圖圖2-21 CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸與公交車載運(yùn)乘客相似總線的數(shù)據(jù)傳輸與公交車載運(yùn)乘客相似13常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) CAN總線系統(tǒng)采用總線系統(tǒng)采用雙絞線雙絞線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這兩根導(dǎo)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這兩根導(dǎo)線中，一根稱為中，一根稱為CAN-High導(dǎo)線，另一根導(dǎo)線稱為導(dǎo)線，另一根導(dǎo)線稱為CAN-Low導(dǎo)導(dǎo)線。線。在

10、雙絞線上，信在雙絞線上，信號(hào)是按號(hào)是按相反相位相反相位傳輸傳輸?shù)?，這樣可的，這樣可有效抑制外部干有效抑制外部干擾。擾。圖圖2-22 CAN總線的雙絞線總線的雙絞線14常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2.信息的發(fā)送與接收信息的發(fā)送與接收 CAN數(shù)據(jù)總線在發(fā)送信息時(shí)，每個(gè)控制單元均可接收數(shù)據(jù)總線在發(fā)送信息時(shí)，每個(gè)控制單元均可接收其他控制單元發(fā)送出的信息。在通信技術(shù)領(lǐng)域，也把該原其他控制單元發(fā)送出的信息。在通信技術(shù)領(lǐng)域，也把該原理稱為廣播。理稱為廣播。15常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖圖2-26 單線單線CAN總線數(shù)據(jù)傳輸示意圖總線數(shù)據(jù)傳輸示意圖圖圖2-27 CAN總線上的信息交換（廣播原理）總

11、線上的信息交換（廣播原理）16常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3. CAN數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型CAN數(shù)據(jù)總線所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有數(shù)據(jù)總線所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有4種類型：種類型：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀和過載幀數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀和過載幀17常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3. 1 CAN總線的數(shù)據(jù)幀總線的數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)幀的每條完整信息由數(shù)據(jù)幀的每條完整信息由7個(gè)域構(gòu)成，信息最大長(zhǎng)度為個(gè)域構(gòu)成，信息最大長(zhǎng)度為108 bit。在兩條。在兩條CAN導(dǎo)線上，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容是相同的，導(dǎo)線上，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容是相同的，但是兩條導(dǎo)線的電壓狀態(tài)相反。但是兩條導(dǎo)線的電壓狀態(tài)相反。 18常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

12、常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 開始域。開始域（長(zhǎng)度為開始域。開始域（長(zhǎng)度為1bit）標(biāo)志數(shù)據(jù)開始，）標(biāo)志數(shù)據(jù)開始，CAN-High導(dǎo)線的電壓大約為導(dǎo)線的電壓大約為5V（具體數(shù)值視系統(tǒng)而定），（具體數(shù)值視系統(tǒng)而定），CAN-Low導(dǎo)線的電壓大約為導(dǎo)線的電壓大約為0 V。19常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 仲裁域。仲裁域（長(zhǎng)度為仲裁域。仲裁域（長(zhǎng)度為11bit）用于確定所傳數(shù)據(jù)的優(yōu)）用于確定所傳數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。先級(jí)。如果在同一時(shí)刻有兩個(gè)控制單元都想發(fā)送數(shù)據(jù)，則優(yōu)如果在同一時(shí)刻有兩個(gè)控制單元都想發(fā)送數(shù)據(jù)，則優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)先行發(fā)出先級(jí)高的數(shù)據(jù)先行發(fā)出。20常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 控制域?？刂朴颍ㄩL(zhǎng)度為控

13、制域?？刂朴颍ㄩL(zhǎng)度為6bit）用于）用于顯示數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)數(shù)量數(shù)量，以便讓接收器（接收數(shù)據(jù)的控制單元）檢驗(yàn)自己接收，以便讓接收器（接收數(shù)據(jù)的控制單元）檢驗(yàn)自己接收到的、來自發(fā)送器（發(fā)送數(shù)據(jù)的控制單元）的數(shù)據(jù)是否完整。到的、來自發(fā)送器（發(fā)送數(shù)據(jù)的控制單元）的數(shù)據(jù)是否完整。 21常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)域。數(shù)據(jù)與（長(zhǎng)度不確定，視具體情況而定，最大長(zhǎng)數(shù)據(jù)域。數(shù)據(jù)與（長(zhǎng)度不確定，視具體情況而定，最大長(zhǎng)度為度為64bit）是信息的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。）是信息的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。22常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全域。安全域（長(zhǎng)度為安全域。安全域（長(zhǎng)度為16bit）用于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)在傳輸中是

14、）用于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)在傳輸中是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。否出現(xiàn)錯(cuò)誤。23常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 應(yīng)答域。應(yīng)答域（長(zhǎng)度為應(yīng)答域。應(yīng)答域（長(zhǎng)度為2bit）是數(shù)據(jù)接收器發(fā)給數(shù)據(jù)發(fā)）是數(shù)據(jù)接收器發(fā)給數(shù)據(jù)發(fā)送器的確認(rèn)信號(hào)，表示接收器已經(jīng)正確、完整地收到了發(fā)送送器的確認(rèn)信號(hào)，表示接收器已經(jīng)正確、完整地收到了發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果檢測(cè)到在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則接收器發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果檢測(cè)到在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則接收器會(huì)迅速通知發(fā)送器，以便發(fā)送器重新發(fā)送該數(shù)據(jù)。器會(huì)迅速通知發(fā)送器，以便發(fā)送器重新發(fā)送該數(shù)據(jù)。24常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 結(jié)束域。結(jié)束域（長(zhǎng)度為結(jié)束域。結(jié)束域（長(zhǎng)度為7bit）標(biāo)志著數(shù)據(jù)的結(jié)束。）標(biāo)

15、志著數(shù)據(jù)的結(jié)束。25常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.2 遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀l 遠(yuǎn)程幀的功能是遠(yuǎn)程幀的功能是將數(shù)據(jù)請(qǐng)求從發(fā)送將數(shù)據(jù)請(qǐng)求從發(fā)送器傳到接收器器傳到接收器。通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，作。通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，作為某數(shù)據(jù)接收器的控制單元會(huì)對(duì)不同為某數(shù)據(jù)接收器的控制單元會(huì)對(duì)不同的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化設(shè)置。的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化設(shè)置。l 遠(yuǎn)程幀由遠(yuǎn)程幀由開始域、仲裁域、控制域、開始域、仲裁域、控制域、安全域、應(yīng)答域和結(jié)束域安全域、應(yīng)答域和結(jié)束域6個(gè)不同的個(gè)不同的域組成域組成26常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2.3 錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀l 錯(cuò)誤幀的功能是錯(cuò)誤幀的功能是對(duì)所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)對(duì)所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤標(biāo)定及

16、錯(cuò)誤自檢行錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤標(biāo)定及錯(cuò)誤自檢。錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同的域組成，第錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同的域組成，第1個(gè)個(gè)域?yàn)椴煌刂茊卧峁╁e(cuò)誤標(biāo)志的疊域?yàn)椴煌刂茊卧峁╁e(cuò)誤標(biāo)志的疊加，第加，第2個(gè)域是錯(cuò)誤界定符。個(gè)域是錯(cuò)誤界定符。l 錯(cuò)誤標(biāo)志包括錯(cuò)誤標(biāo)志包括主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志和被動(dòng)主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志和被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志錯(cuò)誤標(biāo)志兩種形式。兩種形式。27常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 接收器在電路尚未準(zhǔn)備好或在間歇接收器在電路尚未準(zhǔn)備好或在間歇域期間檢測(cè)到一個(gè)域期間檢測(cè)到一個(gè)“顯性顯性”位時(shí)，會(huì)位時(shí)，會(huì)發(fā)送過載幀，以延遲數(shù)據(jù)的傳送發(fā)送過載幀，以延遲數(shù)據(jù)的傳送。過。過載幀包括過載標(biāo)志和過載界定符兩個(gè)載幀包括過載標(biāo)志和過載界定符兩

17、個(gè)域。域。2.4 過載幀過載幀28常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀與其前面幀的隔離是通過數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀與其前面幀的隔離是通過幀間空間實(shí)現(xiàn)的，無論其前面的幀為何類型。幀間空間實(shí)現(xiàn)的，無論其前面的幀為何類型。所不同的是過載幀與錯(cuò)誤幀之前沒有幀間空間，所不同的是過載幀與錯(cuò)誤幀之前沒有幀間空間，多個(gè)過載幀之間也不是由幀間空間隔離的。幀多個(gè)過載幀之間也不是由幀間空間隔離的。幀間空間包括間歇域和總線空閑的域。如果間空間包括間歇域和總線空閑的域。如果“錯(cuò)錯(cuò)誤被動(dòng)誤被動(dòng)”的控制單元已作為前一數(shù)據(jù)的發(fā)送器的控制單元已作為前一數(shù)據(jù)的發(fā)送器時(shí)，則其幀間空間除了間歇域、總線空閑域外，時(shí)，則其幀間空間除

18、了間歇域、總線空閑域外，還包括掛起傳送域。間歇域包括還包括掛起傳送域。間歇域包括3個(gè)個(gè)“隱性隱性”位，間歇期間所有的控制單元均不允許傳送數(shù)位，間歇期間所有的控制單元均不允許傳送數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀，唯一要做的是標(biāo)志一個(gè)過載條據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀，唯一要做的是標(biāo)志一個(gè)過載條件件2.4 幀間空間幀間空間29常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)4 CAN總線系統(tǒng)元件的功能總線系統(tǒng)元件的功能 CAN總線系統(tǒng)元件主要由總線系統(tǒng)元件主要由K-線、控制單元、線、控制單元、CAN構(gòu)件、構(gòu)件、收發(fā)器收發(fā)器等組成。等組成。 1.K-線線 K-線用于在線用于在CAN總線系統(tǒng)自診斷時(shí)連接汽車故障檢測(cè)儀總線系統(tǒng)自診斷時(shí)連接汽車故障檢測(cè)儀

19、（如（如VAS5051），屬于診斷用的通訊線。），屬于診斷用的通訊線。2.控制單元控制單元 控制單元接收來自傳感器的信號(hào)，將其處理后再發(fā)送到控制單元接收來自傳感器的信號(hào)，將其處理后再發(fā)送到執(zhí)行元件上。執(zhí)行元件上。30常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖圖2-29 CAN總線系統(tǒng)元件總線系統(tǒng)元件31常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.CAN構(gòu)件構(gòu)件 CAN構(gòu)件用于數(shù)據(jù)構(gòu)件用于數(shù)據(jù)交換，為兩個(gè)區(qū)，一個(gè)交換，為兩個(gè)區(qū)，一個(gè)是接收區(qū)，一個(gè)是發(fā)送是接收區(qū)，一個(gè)是發(fā)送區(qū)。區(qū)。CAN構(gòu)件通過接收構(gòu)件通過接收郵箱或發(fā)送郵箱與控制郵箱或發(fā)送郵箱與控制單元相連。單元相連。圖圖2-30 郵局收發(fā)郵件郵局收發(fā)郵件4.收

20、發(fā)器收發(fā)器 收發(fā)器就是一個(gè)發(fā)送收發(fā)器就是一個(gè)發(fā)送-接收放大器接收放大器，在接收數(shù)據(jù)時(shí)，收，在接收數(shù)據(jù)時(shí)，收發(fā)器把發(fā)器把CAN構(gòu)件連續(xù)的比特流（亦稱邏輯電平）轉(zhuǎn)換成電構(gòu)件連續(xù)的比特流（亦稱邏輯電平）轉(zhuǎn)換成電壓值（線路傳輸電平）；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，收發(fā)器把電壓值壓值（線路傳輸電平）；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，收發(fā)器把電壓值（線路傳輸電平）轉(zhuǎn)換成連續(xù)的比特流。線路傳輸電平非（線路傳輸電平）轉(zhuǎn)換成連續(xù)的比特流。線路傳輸電平非常適合在銅質(zhì)導(dǎo)線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。常適合在銅質(zhì)導(dǎo)線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。32常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 收發(fā)器通過收發(fā)器通過TX-線（發(fā)送導(dǎo)線）或線（發(fā)送導(dǎo)線）或RX-線（接收導(dǎo)線）與線（接收導(dǎo)線）

21、與CAN構(gòu)件相連。構(gòu)件相連。RX-線通過一個(gè)放大器直接與線通過一個(gè)放大器直接與CAN總線相連，總線相連，并總是在監(jiān)聽總線信號(hào)。并總是在監(jiān)聽總線信號(hào)。1）收發(fā)器的特點(diǎn)）收發(fā)器的特點(diǎn) 狀態(tài)狀態(tài) 晶體三極管狀態(tài)晶體三極管狀態(tài)電阻狀態(tài)電阻狀態(tài) 總線電平總線電平 1截止（相當(dāng)于開關(guān)斷開）截止（相當(dāng)于開關(guān)斷開）無源無源 高阻抗高阻抗 1 0導(dǎo)通（相當(dāng)于開關(guān)閉合）導(dǎo)通（相當(dāng)于開關(guān)閉合）有源有源 低阻抗低阻抗 0表表2-2 收發(fā)器內(nèi)晶體三極管的狀態(tài)與總線電平之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系收發(fā)器內(nèi)晶體三極管的狀態(tài)與總線電平之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖圖2-31 收發(fā)器的收發(fā)器的TX-線與總線的耦合線與總線的耦合33常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載

22、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2）多個(gè)收發(fā)器與總線導(dǎo)線的耦合）多個(gè)收發(fā)器與總線導(dǎo)線的耦合 當(dāng)有多個(gè)收發(fā)當(dāng)有多個(gè)收發(fā)器與總線導(dǎo)線耦合器與總線導(dǎo)線耦合時(shí)，總線的電平狀時(shí)，總線的電平狀態(tài)將取決于各個(gè)收態(tài)將取決于各個(gè)收發(fā)器開關(guān)狀態(tài)的邏發(fā)器開關(guān)狀態(tài)的邏輯組合。輯組合。 收發(fā)器收發(fā)器A 收發(fā)器收發(fā)器B 收發(fā)器收發(fā)器C 總線電平總線電平 1 1 1 1（5 V） 1 1 0 0（0V） 1 0 1 0（0V） 1 0 0 0（0V） 0 1 1 0（0V） 0 1 0 0（0V） 0 0 1 0（0V） 0 0 0 0（0V）表表2-3 收發(fā)器開關(guān)的狀態(tài)與總線電平的邏輯關(guān)系收發(fā)器開關(guān)的狀態(tài)與總線電平的邏輯關(guān)系圖圖2-32 3個(gè)收

23、發(fā)器接到一根總線導(dǎo)線上個(gè)收發(fā)器接到一根總線導(dǎo)線上34常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2.2.4 CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸過程總線的數(shù)據(jù)傳輸過程1.信息格式的轉(zhuǎn)換信息格式的轉(zhuǎn)換 首先是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的傳感器接收到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息首先是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的傳感器接收到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息（轉(zhuǎn)速值）。該值以固定的周期（循環(huán)往復(fù)地）到達(dá)微控制器（轉(zhuǎn)速值）。該值以固定的周期（循環(huán)往復(fù)地）到達(dá)微控制器的輸入存儲(chǔ)器內(nèi)。的輸入存儲(chǔ)器內(nèi)。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值按協(xié)議被轉(zhuǎn)換成標(biāo)按協(xié)議被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)的CAN信息格式。信息格式。 狀態(tài)區(qū)（標(biāo)識(shí)符）狀態(tài)區(qū)（標(biāo)識(shí)符）=發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)_1，數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)區(qū)（信息內(nèi)容）（信息內(nèi)容）=發(fā)動(dòng)機(jī)

24、轉(zhuǎn)速（即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為為xxx r/min）。當(dāng)然，）。當(dāng)然，CAN總線上傳輸?shù)目偩€上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也可以是其他信息（如節(jié)氣門開度、冷數(shù)據(jù)也可以是其他信息（如節(jié)氣門開度、冷卻液溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩等），具體內(nèi)容取決卻液溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩等），具體內(nèi)容取決于系統(tǒng)軟件的設(shè)定。于系統(tǒng)軟件的設(shè)定。 圖圖2-33 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值按協(xié)議被轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值按協(xié)議被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的成標(biāo)準(zhǔn)的CAN信息格式信息格式35常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2.請(qǐng)求發(fā)送信息請(qǐng)求發(fā)送信息總線狀態(tài)查詢總線狀態(tài)查詢 如果發(fā)送郵箱內(nèi)有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)值，那么該值會(huì)如果發(fā)送郵箱內(nèi)有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)值，那么該值會(huì)由發(fā)送特征

25、位（舉起的小旗）顯示出來由發(fā)送特征位（舉起的小旗）顯示出來請(qǐng)求發(fā)送信息。請(qǐng)求發(fā)送信息。 只有總線處于空閑狀態(tài)時(shí)，控制單元才能向總線上發(fā)送只有總線處于空閑狀態(tài)時(shí)，控制單元才能向總線上發(fā)送信息。信息。CAN構(gòu)件通過構(gòu)件通過RX-線來檢查總線是否有源（是否正在線來檢查總線是否有源（是否正在交換其他信息），必要時(shí)會(huì)等待，直至總線空閑下來為止。交換其他信息），必要時(shí)會(huì)等待，直至總線空閑下來為止。 如果在某一時(shí)間段內(nèi)，總線電平一直為如果在某一時(shí)間段內(nèi)，總線電平一直為1（總線一直處（總線一直處于無源狀態(tài)），則說明總線處于空閑狀態(tài)。于無源狀態(tài)），則說明總線處于空閑狀態(tài)。圖圖2-34 總線狀態(tài)查詢總線狀態(tài)查詢3

26、6常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.發(fā)送信息發(fā)送信息 如果總線空閑下來，發(fā)動(dòng)機(jī)信息就會(huì)被發(fā)送出去。如果總線空閑下來，發(fā)動(dòng)機(jī)信息就會(huì)被發(fā)送出去。 圖圖2-35 信息發(fā)送過程信息發(fā)送過程37常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)4.接收過程接收過程 連接在連接在CAN總線上的所有控制單元都接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制單總線上的所有控制單元都接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)送的信息，該信息通過元發(fā)送的信息，該信息通過RX-線到達(dá)線到達(dá)CAN構(gòu)件各自的接收構(gòu)件各自的接收區(qū)。區(qū)。 接收過程分兩步，首先檢查信息是否正確（在監(jiān)控接收過程分兩步，首先檢查信息是否正確（在監(jiān)控層），然后檢查信息是否可用（在接收層）。層），然后檢查信息是否可用

27、（在接收層）。38常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1）檢查信息是否正確（在監(jiān)控層）檢查信息是否正確（在監(jiān)控層） 接收器接收發(fā)動(dòng)機(jī)的所有信息，并且在相應(yīng)的監(jiān)控層檢接收器接收發(fā)動(dòng)機(jī)的所有信息，并且在相應(yīng)的監(jiān)控層檢查這些信息是否正確。這樣就可以識(shí)別出在某種情況下某一查這些信息是否正確。這樣就可以識(shí)別出在某種情況下某一控制單元上出現(xiàn)的局部故障?？刂茊卧铣霈F(xiàn)的局部故障。 數(shù)據(jù)傳輸是否正確，可以通數(shù)據(jù)傳輸是否正確，可以通過監(jiān)控層內(nèi)的過監(jiān)控層內(nèi)的CRC校驗(yàn)和數(shù)來進(jìn)校驗(yàn)和數(shù)來進(jìn)行校驗(yàn)。行校驗(yàn)。CRC校驗(yàn)即為循環(huán)冗余校驗(yàn)即為循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（碼校驗(yàn)（Cycling Redundancy Check，略作，略作C

28、RC）。）。 如圖如圖2-38所示，經(jīng)監(jiān)控層監(jiān)所示，經(jīng)監(jiān)控層監(jiān)控、確認(rèn)無誤后，已接收到的正控、確認(rèn)無誤后，已接收到的正確信息會(huì)到達(dá)相關(guān)確信息會(huì)到達(dá)相關(guān)CAN構(gòu)件的構(gòu)件的接收區(qū)。接收區(qū)。圖圖2-37 確認(rèn)信息已經(jīng)妥收確認(rèn)信息已經(jīng)妥收?qǐng)D圖2-38 監(jiān)控層對(duì)信息進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)控層對(duì)信息進(jìn)行監(jiān)控 39常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2）檢查信息是否可用（在接收層）檢查信息是否可用（在接收層） CAN構(gòu)件的接收層判斷該信息是否構(gòu)件的接收層判斷該信息是否可用。如果該信息對(duì)本控制單元來說是有可用。如果該信息對(duì)本控制單元來說是有用的，則舉起接收旗，予以放行，該信息用的，則舉起接收旗，予以放行，該信息就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的

29、接收郵箱；如果該信息對(duì)就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的接收郵箱；如果該信息對(duì)本控制單元來說是無用的，則可以拒絕接本控制單元來說是無用的，則可以拒絕接收。收。40常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5.沖突仲裁沖突仲裁 如果多個(gè)控制單元同時(shí)發(fā)送信息，那么數(shù)據(jù)總線上就必如果多個(gè)控制單元同時(shí)發(fā)送信息，那么數(shù)據(jù)總線上就必然會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。為了避免發(fā)生這種情況，然會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。為了避免發(fā)生這種情況，CAN總線具有總線具有沖突仲裁機(jī)制。沖突仲裁機(jī)制。 按照信息的重要程度分配優(yōu)先權(quán)，確保優(yōu)先權(quán)高的信息按照信息的重要程度分配優(yōu)先權(quán)，確保優(yōu)先權(quán)高的信息能夠優(yōu)先發(fā)送。能夠優(yōu)先發(fā)送。41常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（1）每個(gè)控制單

30、元在發(fā)送信息時(shí)通過發(fā)送標(biāo)識(shí)符來標(biāo)識(shí)信息）每個(gè)控制單元在發(fā)送信息時(shí)通過發(fā)送標(biāo)識(shí)符來標(biāo)識(shí)信息類別，信息優(yōu)先權(quán)包含在標(biāo)識(shí)符中。類別，信息優(yōu)先權(quán)包含在標(biāo)識(shí)符中。（2）所有控制單元都通過各自的）所有控制單元都通過各自的RX-線來跟蹤總線上的一舉線來跟蹤總線上的一舉一動(dòng)并獲知總線狀態(tài)。一動(dòng)并獲知總線狀態(tài)。（3）每個(gè)控制單元的發(fā)射器都將）每個(gè)控制單元的發(fā)射器都將TX-線和線和RX-線的狀態(tài)一位線的狀態(tài)一位一位地進(jìn)行比較（它們可以不一致）。一位地進(jìn)行比較（它們可以不一致）。 圖圖2-40 避免數(shù)據(jù)沖突的仲裁過程避免數(shù)據(jù)沖突的仲裁過程42常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)小小 結(jié)結(jié)1. CAN1. CAN是是Co

31、ntrollerController AreaArea NetworkNetwork（ ）的縮）的縮寫，寫，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。43常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)小小 結(jié)結(jié)1. CAN1. CAN是是ControllerController AreaArea NetworkNetwork（控制器局域網(wǎng)控制器局域網(wǎng)）的縮寫，的縮寫，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。44常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)小小 結(jié)結(jié)2. CAN2. CAN總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：主從通信、多主通信主從通信、多主通信 ？45常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)小小 結(jié)結(jié)2. CAN2. CAN總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：多主通信多主通信。46常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常