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襄陽職業(yè)技術(shù)學院襄陽職業(yè)技術(shù)學院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個系統(tǒng)？個系統(tǒng)？ 復習測試復習測試 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 動力傳動系統(tǒng)動力傳動系統(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)。 復習測試復習測試 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 習 內(nèi) 容LAN系統(tǒng)系統(tǒng)4車載藍牙系統(tǒng)車載藍牙系統(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，是國際標準化的是國際標準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總線的特點總線的特點 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、臺上進行。，控制單元間的數(shù)據(jù)交換都在同一平臺上進行。這個平臺稱為協(xié)議，這個平臺稱為協(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)交換都在同一平臺上進行控制單元間的數(shù)據(jù)交換都在同一平臺上進行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總線相當于數(shù)據(jù)交換的總線相當于數(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) 可以很方便地實現(xiàn)用控制單元來對系統(tǒng)進行控制，如發(fā)動可以很方便地實現(xiàn)用控制單元來對系統(tǒng)進行控制，如發(fā)動機控制、變速器控制、機控制、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

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總線是一個開放系統(tǒng)，可以與各種傳輸介質(zhì)進行適配，總線是一個開放系統(tǒng)，可以與各種傳輸介質(zhì)進行適配，如銅線和光導纖維（光纖）。如銅線和光導纖維（光纖）。 對控制單元的診斷可通過對控制單元的診斷可通過K線來進行，車內(nèi)的診斷有時通線來進行，車內(nèi)的診斷有時通過過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)的進步，今后有逐步取消。隨著技術(shù)的進步，今后有逐步取消K線的趨勢。線的趨勢。 可同時通過多個控制單元進行系

5、統(tǒng)診斷?？赏瑫r通過多個控制單元進行系統(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)特點總線的結(jié)構(gòu)特點可靠性高；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，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?。，抗干擾能力強，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)中的信號是采用數(shù)字方式經(jīng)銅導線總線系統(tǒng)中的信號是采用數(shù)字方式經(jīng)銅導線傳輸?shù)?，其最大穩(wěn)定傳輸速率可達傳輸?shù)?，其最大穩(wěn)定傳輸速率可達1000Kbit/s （1Mbit/s）。）。 大眾和奧迪公司將最大

6、標準傳輸速率規(guī)定為大眾和奧迪公司將最大標準傳輸速率規(guī)定為500Kbit/s，并將并將CAN總線系統(tǒng)分為三個專門的系統(tǒng)：總線系統(tǒng)分為三個專門的系統(tǒng)： 驅(qū)動驅(qū)動CAN總線（高速），總線（高速），亦稱動力亦稱動力CAN總線，其標準傳總線，其標準傳輸速率為輸速率為500Kbit/s，可基本滿足實時要求，主要用于發(fā)動機、，可基本滿足實時要求，主要用于發(fā)動機、變速器、變速器、ABS、轉(zhuǎn)向助力等汽車動力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。、轉(zhuǎn)向助力等汽車動力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。 舒適舒適CAN總線（低速），總線（低速），其標準傳輸速率為其標準傳輸速率為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），其標準傳輸速率為其標準傳輸速率為100Kbit/s，主要用于對時間要求不高的領(lǐng)域，如導航系統(tǒng)、組合音響系主要用于對時間要求不高的領(lǐng)域，如導航系統(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別出與控制單元具有自診斷功能，通過自診斷功能還可識別出與CAN總線相關(guān)的故障?？偩€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、準確地查尋并排除故障。息按圖索驥、順藤摸瓜，快速、準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，必須重新起動發(fā)動機。要更新故障顯示內(nèi)容，必須重新起動發(fā)動機。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)由多個控制單元和兩條數(shù)據(jù)線組總線的基本系統(tǒng)由多個控制單元和兩條數(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)在總線導線上。聯(lián)在總線導線上。 圖圖2-21 CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸與公交車載運乘客相似總線的數(shù)據(jù)傳輸與公交車載運乘客相似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行數(shù)據(jù)傳輸。這兩根導線進行數(shù)據(jù)傳輸。這兩根導線中，一根稱為中，一根稱為CAN-High導線，另一根導線稱為導線，另一根導線稱為CAN-Low導導線。線。在

10、雙絞線上，信在雙絞線上，信號是按號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，每個控制單元均可接收數(shù)據(jù)總線在發(fā)送信息時，每個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、遠程幀、錯誤幀和過載幀數(shù)據(jù)幀、遠程幀、錯誤幀和過載幀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個域構(gòu)成，信息最大長度為個域構(gòu)成，信息最大長度為108 bit。在兩條。在兩條CAN導線上，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容是相同的，導線上，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容是相同的，但是兩條導線的電壓狀態(tài)相反。但是兩條導線的電壓狀態(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（長度為開始域。開始域（長度為1bit）標志數(shù)據(jù)開始，）標志數(shù)據(jù)開始，CAN-High導線的電壓大約為導線的電壓大約為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導線的電壓大約為導線的電壓大約為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（長度為仲裁域。仲裁域（長度為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。先級。如果在同一時刻有兩個控制單元都想發(fā)送數(shù)據(jù)，則優(yōu)如果在同一時刻有兩個控制單元都想發(fā)送數(shù)據(jù)，則優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)先行發(fā)出先級高的數(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度為控

13、制域?？刂朴颍ㄩL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）檢驗自己接收，以便讓接收器（接收數(shù)據(jù)的控制單元）檢驗自己接收到的、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（長度不確定，視具體情況而定，最大長數(shù)據(jù)域。數(shù)據(jù)與（長度不確定，視具體情況而定，最大長度為度為64bit）是信息的實質(zhì)內(nèi)容。）是信息的實質(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（長度為安全域。安全域（長度為16bit）用于檢驗數(shù)據(jù)在傳輸中是

14、）用于檢驗數(shù)據(jù)在傳輸中是否出現(xiàn)錯誤。否出現(xiàn)錯誤。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（長度為應(yīng)答域。應(yīng)答域（長度為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)送器的確認信號，表示接收器已經(jīng)正確、完整地收到了發(fā)送送器的確認信號，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)。如果檢測到在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)錯誤，則接收器發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果檢測到在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)錯誤，則接收器會迅速通知發(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（長度為結(jié)束域。結(jié)束域（長度為7bit）標志著數(shù)據(jù)的結(jié)束。）標

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 遠程幀遠程幀l 遠程幀的功能是遠程幀的功能是將數(shù)據(jù)請求從發(fā)送將數(shù)據(jù)請求從發(fā)送器傳到接收器器傳到接收器。通過發(fā)送遠程幀，作。通過發(fā)送遠程幀，作為某數(shù)據(jù)接收器的控制單元會對不同為某數(shù)據(jù)接收器的控制單元會對不同的數(shù)據(jù)傳送進行初始化設(shè)置。的數(shù)據(jù)傳送進行初始化設(shè)置。l 遠程幀由遠程幀由開始域、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個不同的個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 錯誤幀錯誤幀l 錯誤幀的功能是錯誤幀的功能是對所發(fā)送的數(shù)據(jù)進對所發(fā)送的數(shù)據(jù)進行錯誤檢測、錯誤標定及

16、錯誤自檢行錯誤檢測、錯誤標定及錯誤自檢。錯誤幀由兩個不同的域組成，第錯誤幀由兩個不同的域組成，第1個個域為不同控制單元提供錯誤標志的疊域為不同控制單元提供錯誤標志的疊加，第加，第2個域是錯誤界定符。個域是錯誤界定符。l 錯誤標志包括錯誤標志包括主動錯誤標志和被動主動錯誤標志和被動錯誤標志錯誤標志兩種形式。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備好或在間歇接收器在電路尚未準備好或在間歇域期間檢測到一個域期間檢測到一個“顯性顯性”位時，會位時，會發(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。過載幀包括過載標志和過載界定符兩個載幀包括過載標志和過載界定符兩

17、個域。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)幀或遠程幀與其前面幀的隔離是通過數(shù)據(jù)幀或遠程幀與其前面幀的隔離是通過幀間空間實現(xiàn)的，無論其前面的幀為何類型。幀間空間實現(xiàn)的，無論其前面的幀為何類型。所不同的是過載幀與錯誤幀之前沒有幀間空間，所不同的是過載幀與錯誤幀之前沒有幀間空間，多個過載幀之間也不是由幀間空間隔離的。幀多個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“錯錯誤被動誤被動”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，則其幀間空間除了間歇域、總線空閑域外，時，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個個“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)幀或遠程幀，唯一要做的是標志一個過載條據(jù)幀或遠程幀，唯一要做的是標志一個過載條件件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)自診斷時連接汽車故障檢測儀總線系統(tǒng)自診斷時連接汽車故障檢測儀

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，將其處理后再發(fā)送到控制單元接收來自傳感器的信號，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，為兩個區(qū)，一個交換，為兩個區(qū)，一個是接收區(qū)，一個是發(fā)送是接收區(qū)，一個是發(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)器就是一個發(fā)送收發(fā)器就是一個發(fā)送-接收放大器接收放大器，在接收數(shù)據(jù)時，收，在接收數(shù)據(jù)時，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）；當發(fā)送數(shù)據(jù)時，收發(fā)器把電壓值壓值（線路傳輸電平）；當發(fā)送數(shù)據(jù)時，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)導線上進行數(shù)據(jù)傳輸。常適合在銅質(zhì)導線上進行數(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)送導線）或線（發(fā)送導線）或RX-線（接收導線）與線（接收導線）

21、與CAN構(gòu)件相連。構(gòu)件相連。RX-線通過一個放大器直接與線通過一個放大器直接與CAN總線相連，總線相連，并總是在監(jiān)聽總線信號。并總是在監(jiān)聽總線信號。1）收發(fā)器的特點）收發(fā)器的特點 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（相當于開關(guān)斷開）截止（相當于開關(guān)斷開）無源無源 高阻抗高阻抗 1 0導通（相當于開關(guān)閉合）導通（相當于開關(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）多個收發(fā)器與總線導線的耦合）多個收發(fā)器與總線導線的耦合 當有多個收發(fā)當有多個收發(fā)器與總線導線耦合器與總線導線耦合時，總線的電平狀時，總線的電平狀態(tài)將取決于各個收態(tài)將取決于各個收發(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個收

23、發(fā)器接到一根總線導線上個收發(fā)器接到一根總線導線上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)動機控制單元的傳感器接收到發(fā)動機轉(zhuǎn)速信息首先是發(fā)動機控制單元的傳感器接收到發(fā)動機轉(zhuǎn)速信息（轉(zhuǎn)速值）。該值以固定的周期（循環(huán)往復地）到達微控制器（轉(zhuǎn)速值）。該值以固定的周期（循環(huán)往復地）到達微控制器的輸入存儲器內(nèi)。的輸入存儲器內(nèi)。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速值發(fā)動機轉(zhuǎn)速值按協(xié)議被轉(zhuǎn)換成標按協(xié)議被轉(zhuǎn)換成標準的準的CAN信息格式。信息格式。 狀態(tài)區(qū)（標識符）狀態(tài)區(qū)（標識符）=發(fā)動機發(fā)動機_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)動機

24、轉(zhuǎn)速（即發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速（即發(fā)動機轉(zhuǎn)速為為xxx r/min）。當然，）。當然，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)動機轉(zhuǎn)矩等），具體內(nèi)容取決卻液溫度、發(fā)動機轉(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)動機轉(zhuǎn)速值按協(xié)議被轉(zhuǎn)換發(fā)動機轉(zhuǎn)速值按協(xié)議被轉(zhuǎn)換成標準的成標準的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.請求發(fā)送信息請求發(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)有一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速實時值，那么該值會如果發(fā)送郵箱內(nèi)有一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速實時值，那么該值會由發(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）顯示出來請求發(fā)送信息。請求發(fā)送信息。 只有總線處于空閑狀態(tài)時，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，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），必要時會等待，直至總線空閑下來為止。交換其他信息），必要時會等待，直至總線空閑下來為止。 如果在某一時間段內(nèi)，總線電平一直為如果在某一時間段內(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)動機信息就會被發(fā)送出去。如果總線空閑下來，發(fā)動機信息就會被發(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)動機控制單總線上的所有控制單元都接收發(fā)動機控制單元發(fā)送的信息，該信息通過元發(fā)送的信息，該信息通過RX-線到達線到達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)動機的所有信息，并且在相應(yīng)的監(jiān)控層檢接收器接收發(fā)動機的所有信息，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校驗和數(shù)來進校驗和數(shù)來進行校驗。行校驗。CRC校驗即為循環(huán)冗余校驗即為循環(huán)冗余碼校驗（碼校驗（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、確認無誤后，已接收到的正控、確認無誤后，已接收到的正確信息會到達相關(guān)確信息會到達相關(guān)CAN構(gòu)件的構(gòu)件的接收區(qū)。接收區(qū)。圖圖2-37 確認信息已經(jīng)妥收確認信息已經(jīng)妥收圖圖2-38 監(jiān)控層對信息進行監(jiān)控監(jiān)控層對信息進行監(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。如果該信息對本控制單元來說是有可用。如果該信息對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，該信息就會進入相應(yīng)的

29、接收郵箱；如果該信息對就會進入相應(yīng)的接收郵箱；如果該信息對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 如果多個控制單元同時發(fā)送信息，那么數(shù)據(jù)總線上就必如果多個控制單元同時發(fā)送信息，那么數(shù)據(jù)總線上就必然會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。為了避免發(fā)生這種情況，然會發(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制。沖突仲裁機制。 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）每個控制單

30、元在發(fā)送信息時通過發(fā)送標識符來標識信息）每個控制單元在發(fā)送信息時通過發(fā)送標識符來標識信息類別，信息優(yōu)先權(quán)包含在標識符中。類別，信息優(yōu)先權(quán)包含在標識符中。（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并獲知總線狀態(tài)。一動并獲知總線狀態(tài)。（3）每個控制單元的發(fā)射器都將）每個控制單元的發(fā)射器都將TX-線和線和RX-線的狀態(tài)一位線的狀態(tài)一位一位地進行比較（它們可以不一致）。一位地進行比較（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，是國際標準化的串行通信協(xié)議。是國際標準化的串行通信協(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，是國際標準化的串行通信協(xié)議。是國際標準化的串行通信協(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：總線的特點：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：總線的特點：多主通信多主通信。46常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常