現(xiàn)代汽車CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)課件

上海大眾途安轎車

技術(shù)培訓(xùn)上海大眾途安轎車技術(shù)培訓(xùn)1

上海大眾途安轎車

CAN-BUS系統(tǒng)上海大眾途安轎車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)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3Canbus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行參數(shù)進行控制，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行數(shù)據(jù)交換。Canbus的由來4Canbus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62.5Kbit/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)計標準，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。Canbus的發(fā)展歷史大眾公司首次在97年P(guān)ASSAT的舒適5

CAN-Bus是ControllerAreaNetwork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是ControllerAre6CAN-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。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)組成：7數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器Canbus采用雙絞線自身校驗的結(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）；+1V-1V外界的干擾同時作用于兩根導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁波輻射相互抵消~0VCAN-BUS系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器C8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：1000CAN儀表CAN驅(qū)動CAN信息CAN舒適

CAN診斷CAN-BUS系統(tǒng)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J500G85安全氣囊J234ABSJ104變速箱發(fā)動機ESP傳感器收音機車載電話雨括器

L雨括器

R

J533CAN-BUS系統(tǒng)診斷接口CAN-區(qū)域圖網(wǎng)關(guān)J519空調(diào)J255舒適系統(tǒng)J3910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入到另一個總線區(qū)域，必須把它的識別信號和速率進行改變，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，因為它在舒適系統(tǒng)功能只是打開門和燈。CAN-BUS系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)CAN-BUS系統(tǒng)11

LinbusLinbus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），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)LinbusCAN-BUS系統(tǒng)12診斷總線網(wǎng)關(guān)儀表總線驅(qū)動總線舒適總線信息總線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CANBUS上，然后再連接相應(yīng)的控制器進行數(shù)據(jù)交換。隨著診斷總線的使用，大眾集團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)診斷總線網(wǎng)關(guān)儀表總線診斷總線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：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)針腳號 對應(yīng)的線束當(dāng)車輛使用診斷CANBUS總線結(jié)構(gòu)14Canbus上的信息Canbus上的信息是以二進制形式出現(xiàn)的。也就是說控制單元將信息轉(zhuǎn)換成二進制，Canbus用電平來模擬二進制，接受控制單元將電平轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)，再將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正常數(shù)據(jù)。例如：控制單元B將發(fā)動機轉(zhuǎn)速值信號先轉(zhuǎn)換成二進制信號(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)換成二進制信號(00010101)，然后再解碼成發(fā)動機轉(zhuǎn)速值。CAN-BUS系統(tǒng)Canbus上的信息CAN-BUS系統(tǒng)15邏輯信號和差分放大器log.?0“l(fā)og:?1“差分放大器對應(yīng)于邏輯電平CAN-BUS系統(tǒng)邏輯信號和差分放大器log.?0“l(fā)og:?1“差分放16Canbus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，使用一個電路進行控制，這樣也就是說控制單元在某一時間段只能進行發(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進行通訊。CAN-BUS系統(tǒng)Canbus的收發(fā)器

Canbus上的控制器中發(fā)送信息的線路17典型收發(fā)器線路圖（TJA1050）：CAN-BUS系統(tǒng)典型收發(fā)器線路圖（TJA1050）：CAN-BUS系統(tǒng)182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Canbus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)2個以上控制器所組成的Canbus系統(tǒng)因此：CAN-BUS系19Canbus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），檢驗區(qū)（6位）數(shù)據(jù)區(qū)（64位），安全區(qū)（16位），確認區(qū)（2位）和結(jié)束區(qū)（7位）。開始區(qū)優(yōu)先級別區(qū)未使用數(shù)據(jù)區(qū)確認區(qū)檢驗區(qū)－數(shù)據(jù)量16位冗余校驗碼結(jié)束區(qū)CAN-BUS系統(tǒng)Canbus的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)開始區(qū)優(yōu)先級別區(qū)未使用數(shù)據(jù)區(qū)確認區(qū)檢20優(yōu)先級確認因為Canbus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位二進制中前7位既是發(fā)送信息的控制器標識符，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)動機控制單元既要發(fā)送轉(zhuǎn)速信號，又要發(fā)送水溫等信號，則后4位就有所不同。CAN-BUS系統(tǒng)優(yōu)先級確認CAN-BUS系統(tǒng)21Canbus系統(tǒng)的難題-發(fā)送和接受的同步CAN-BUS系統(tǒng)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)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，Canb23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)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24出錯幀（ErrorFrame):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)出錯幀（ErrorFrame):錯誤發(fā)送控制單元接收控制單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中最高達到500kBit/s，采用終端電阻結(jié)構(gòu)，其中心電阻為66歐姆（發(fā)動機電阻）；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)驅(qū)動系統(tǒng)Canbus驅(qū)動系統(tǒng)由15號激活,速率是所有Can26驅(qū)動系統(tǒng)電路簡圖CAN-BUS系統(tǒng)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：Can-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)驅(qū)動系統(tǒng)的Canbus信號和邏輯信號：驅(qū)動系統(tǒng)的信號圖CAN28舒適系統(tǒng)Canbus舒適系統(tǒng)由30號激活,速率達到100kBit/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)舒適系統(tǒng)Canbus舒適系統(tǒng)由30號激活,速率達到10029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)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-BU3010us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)10us舒適系統(tǒng)的Canbus信號和驅(qū)動系統(tǒng)有很大區(qū)別：舒適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)內(nèi)部故障管理CAN-BUS系統(tǒng)32典型故障－1：Can-Low斷路CAN-BUS系統(tǒng)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)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)34典型故障－2：Can-high斷路CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－2：Can-high斷路CAN-BUS系統(tǒng)35示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)36典型故障－3：Can-Low與電瓶短接CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－3：Can-Low與電瓶短接CAN-BUS系統(tǒng)37示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)38典型故障－4：Can-Low與地短接CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－4：Can-Low與地短接CAN-BUS系統(tǒng)39示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)40典型故障－5：Can-Low與Can-high短接CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－5：Can-Low與Can-high短接CAN-B41示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)42典型故障－6：Can-Low與Can-high交叉連接CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－6：Can-Low與Can-high交叉連接CAN43示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)44Gate-way系統(tǒng)CPU-DashpanelDATA-GatewayDIAGNOSE-GatewayCAN-動力總線

K-Wireto自診斷接口控制單元地址碼:19CAN-舒適總線Gate-way系統(tǒng)CPU-DashpanelDATA-G45I-Pump(V6TDI)EngineAutomaticTransm.ABSAirbagSteeringSensorCAN-DrivetrainDoorCULFDoorCURFDoorCURRDoorCULRZMCentr.LockMemoryLow-SpeedGatewayMod.2000I-PumpEngineAutomaticTransm.A46Mod.2001I-Pump(V6TDI)EngineGearboxABSAirbagSteeringSensorCAN-DrivetrainRadioRNSDSPMFSSUfueltankW8ClimatronicDoorCULFDoorCURFDoorCURRDoorCULRZM/ZVMemoryseatsCAN-ComfortCAN-ComfortCAN-InfotainmentGatewayMod.2001I-PumpEngineGearboxA471920272889ConnectorT32b

(green)DiagnosisconnectorK-wire25ConnectorT32a(blue)CANCAN-DrivetrainCAN-Comfort789Gate-way系統(tǒng)1920272889Connect48系統(tǒng)有登陸保護程序Gate-way系統(tǒng)系統(tǒng)有登陸保護程序Gate-way系統(tǒng)49Converter只有通過自診斷接口，借助自診斷儀器內(nèi)的登陸程序，才可激活CAN總線的自診斷程序，來完成自診斷功能.Gate-way系統(tǒng)Converter只有通過自診斷接口，借助自診斷儀器內(nèi)的登陸50ConverterLoginCDGate-way系統(tǒng)ConverterLoginCDGate-way系統(tǒng)51PDM（RKE接收）DDM左前門鎖電動機開鎖信息PCI總線B+右后門鎖電動機左后門鎖電動機右前門鎖電動機RKE發(fā)送B+PDMDDM左前門鎖電動機開鎖信息B+右后門鎖電動機左后門鎖52DDM（接收點火開關(guān)信息；發(fā)出開窗信息）右前窗電動機右后窗電動機PDM（接收開窗信息）左前窗開關(guān)右前窗開關(guān)左后窗開關(guān)右后窗開關(guān)左前窗電動機左后窗電動機BCM（發(fā)出點火開關(guān)信息）PCI總線PCI總線DDM（接收點火開關(guān)信息；發(fā)出開窗信息）右前窗電動機右后窗電53

謝謝

謝謝54上海大眾途安轎車

技術(shù)培訓(xùn)上海大眾途安轎車技術(shù)培訓(xùn)55

上海大眾途安轎車

CAN-BUS系統(tǒng)上海大眾途安轎車CAN-BUS系統(tǒng)56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)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57Canbus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行參數(shù)進行控制，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行數(shù)據(jù)交換。Canbus的由來58Canbus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62.5Kbit/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)計標準，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。Canbus的發(fā)展歷史大眾公司首次在97年P(guān)ASSAT的舒適59

CAN-Bus是ControllerAreaNetwork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是ControllerAre60CAN-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。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)組成：61數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器Canbus采用雙絞線自身校驗的結(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）；+1V-1V外界的干擾同時作用于兩根導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁波輻射相互抵消~0VCAN-BUS系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器C62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：1000CAN儀表CAN驅(qū)動CAN信息CAN舒適

CAN診斷CAN-BUS系統(tǒng)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63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J500G85安全氣囊J234ABSJ104變速箱發(fā)動機ESP傳感器收音機車載電話雨括器

L雨括器

R

J533CAN-BUS系統(tǒng)診斷接口CAN-區(qū)域圖網(wǎng)關(guān)J519空調(diào)J255舒適系統(tǒng)J3964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入到另一個總線區(qū)域，必須把它的識別信號和速率進行改變，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，因為它在舒適系統(tǒng)功能只是打開門和燈。CAN-BUS系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)CAN-BUS系統(tǒng)65

LinbusLinbus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），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)LinbusCAN-BUS系統(tǒng)66診斷總線網(wǎng)關(guān)儀表總線驅(qū)動總線舒適總線信息總線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CANBUS上，然后再連接相應(yīng)的控制器進行數(shù)據(jù)交換。隨著診斷總線的使用，大眾集團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)診斷總線網(wǎng)關(guān)儀表總線診斷總線CAN-BUS系統(tǒng)67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：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)針腳號 對應(yīng)的線束當(dāng)車輛使用診斷CANBUS總線結(jié)構(gòu)68Canbus上的信息Canbus上的信息是以二進制形式出現(xiàn)的。也就是說控制單元將信息轉(zhuǎn)換成二進制，Canbus用電平來模擬二進制，接受控制單元將電平轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)，再將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正常數(shù)據(jù)。例如：控制單元B將發(fā)動機轉(zhuǎn)速值信號先轉(zhuǎn)換成二進制信號(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)換成二進制信號(00010101)，然后再解碼成發(fā)動機轉(zhuǎn)速值。CAN-BUS系統(tǒng)Canbus上的信息CAN-BUS系統(tǒng)69邏輯信號和差分放大器log.?0“l(fā)og:?1“差分放大器對應(yīng)于邏輯電平CAN-BUS系統(tǒng)邏輯信號和差分放大器log.?0“l(fā)og:?1“差分放70Canbus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，使用一個電路進行控制，這樣也就是說控制單元在某一時間段只能進行發(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進行通訊。CAN-BUS系統(tǒng)Canbus的收發(fā)器

Canbus上的控制器中發(fā)送信息的線路71典型收發(fā)器線路圖（TJA1050）：CAN-BUS系統(tǒng)典型收發(fā)器線路圖（TJA1050）：CAN-BUS系統(tǒng)722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Canbus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)2個以上控制器所組成的Canbus系統(tǒng)因此：CAN-BUS系73Canbus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），檢驗區(qū)（6位）數(shù)據(jù)區(qū)（64位），安全區(qū)（16位），確認區(qū)（2位）和結(jié)束區(qū)（7位）。開始區(qū)優(yōu)先級別區(qū)未使用數(shù)據(jù)區(qū)確認區(qū)檢驗區(qū)－數(shù)據(jù)量16位冗余校驗碼結(jié)束區(qū)CAN-BUS系統(tǒng)Canbus的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)開始區(qū)優(yōu)先級別區(qū)未使用數(shù)據(jù)區(qū)確認區(qū)檢74優(yōu)先級確認因為Canbus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位二進制中前7位既是發(fā)送信息的控制器標識符，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)動機控制單元既要發(fā)送轉(zhuǎn)速信號，又要發(fā)送水溫等信號，則后4位就有所不同。CAN-BUS系統(tǒng)優(yōu)先級確認CAN-BUS系統(tǒng)75Canbus系統(tǒng)的難題-發(fā)送和接受的同步CAN-BUS系統(tǒng)Canbus系統(tǒng)的難題-發(fā)送和接受的同步CAN-BUS系統(tǒng)76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)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，Canb77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)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78出錯幀（ErrorFrame):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)出錯幀（ErrorFrame):錯誤發(fā)送控制單元接收控制單79驅(qū)動系統(tǒng)Canbus驅(qū)動系統(tǒng)由15號激活,速率是所有Canbus中最高達到500kBit/s，采用終端電阻結(jié)構(gòu)，其中心電阻為66歐姆（發(fā)動機電阻）；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)驅(qū)動系統(tǒng)Canbus驅(qū)動系統(tǒng)由15號激活,速率是所有Can80驅(qū)動系統(tǒng)電路簡圖CAN-BUS系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)電路簡圖CAN-BUS系統(tǒng)81驅(qū)動系統(tǒng)的Canbus信號和邏輯信號：Can-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)驅(qū)動系統(tǒng)的Canbus信號和邏輯信號：驅(qū)動系統(tǒng)的信號圖CAN82舒適系統(tǒng)Canbus舒適系統(tǒng)由30號激活,速率達到100kBit/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)舒適系統(tǒng)Canbus舒適系統(tǒng)由30號激活,速率達到10083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)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-BU8410us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)10us舒適系統(tǒng)的Canbus信號和驅(qū)動系統(tǒng)有很大區(qū)別：舒適85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)內(nèi)部故障管理CAN-BUS系統(tǒng)86典型故障－1：Can-Low斷路CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－1：Can-Low斷路CAN-BUS系統(tǒng)87示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)88典型故障－2：Can-high斷路CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－2：Can-high斷路CAN-BUS系統(tǒng)89示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)90典型故障－3：Can-Low與電瓶短接CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－3：Can-Low與電瓶短接CAN-BUS系統(tǒng)91示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)示波儀判斷CAN-BUS系統(tǒng)92典型故障－4：Can-Low與地短接CAN-BUS系統(tǒng)典型故障－4：Can-Low與地短接CAN-BUS