CAN現(xiàn)場總線入門教程

CAN現(xiàn)場總(Zong)線入門教程演示文稿第一頁，共一百一十八頁。優(yōu)選CAN現(xiàn)場總線入門教(Jiao)程第二頁，共一百一十八頁。CAN數(shù)據(jù)(Ju)總線（CANBUS）第4講第三頁，共一百一十八頁。第四頁，共一百一十八頁。CAN通信技(Ji)術(shù)概述

CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)絡(luò)。由于其高性能、高可靠性、及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN越來越受到人們的重視。國外已有許多大公司的產(chǎn)品采用了這一技術(shù)。

CAN最初是由德國的BOSCH公司為汽車監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)代汽車越來越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)、注油控制，加速、剎車控制(ASC)及復(fù)雜的抗鎖定剎車系統(tǒng)(ABS)等。由于這些控制需檢測及交換大量數(shù)據(jù)，采用硬接信號(hào)線的方式不但煩瑣、昂貴，而且難以解決問題，采用CAN總線上述問題便得到很好地解決。第五頁，共一百一十八頁。1993年CAN成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用)和ISO11519（低速應(yīng)用）。CAN的規(guī)范從CAN1.2規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn)格式)發(fā)展為兼容CAN1.2規(guī)范的CAN2.0規(guī)范(CAN2.0A為標(biāo)準(zhǔn)格式，CAN2.0B為擴(kuò)展格式)，目前應(yīng)用的CAN器(Qi)件大多符合CAN2.0規(guī)范。

第六頁，共一百一十八頁。CAN總線(Xian)特點(diǎn)

CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。

CAN總線特點(diǎn)如下：（1）可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。（2）網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)（信息）可分成不同的優(yōu)先級(jí),可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。

（3）采用非破壞性位仲裁總線結(jié)構(gòu)機(jī)制，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。第七頁，共一百一十八頁。（4）可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（成組）及全局廣播幾種傳送方式接收數(shù)據(jù)。（5）直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5Kbps以下）。（6）通信速率最高可達(dá)1MB/s（此時(shí)距離最長40m）。（7）節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。（8）采(Cai)用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)。（9）每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。（10）通信介質(zhì)可采用雙絞線，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價(jià)的雙絞線即可，無特殊要求。（11）

節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。第八頁，共一百一十八頁。CAN的發(fā)展背景及其應(yīng)用(Yong)情況CAN的起源

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性；乘坐的舒適性；駕駛與使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。

在汽車設(shè)計(jì)中運(yùn)用微處理器及其電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。目前這些系統(tǒng)有：ABS（防抱系統(tǒng)）、EBD（制動(dòng)力分配系統(tǒng)）、EMS（發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)）、多功能數(shù)字化儀表、主動(dòng)懸架、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)和自動(dòng)CD機(jī)等。第九頁，共一百一十八頁。汽車電子技術(shù)發(fā)展的(De)特點(diǎn)：汽車電子控制技術(shù)從單一的控制逐步發(fā)展到綜合控制，如點(diǎn)火時(shí)刻、燃油噴射、怠速控制、排氣再循環(huán)。電子技術(shù)從發(fā)動(dòng)機(jī)控制擴(kuò)展到汽車的各個(gè)組成部分，如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、自動(dòng)變速系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等。從汽車本身到融入外部社會(huì)環(huán)境。第十頁，共一百一十八頁。

現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的分類：

單獨(dú)控制系統(tǒng)：由一個(gè)電子控制單元（ECU）控制一個(gè)工(Gong)作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速器等。集中控制系統(tǒng)：由一個(gè)電子控制單元（ECU）同時(shí)控制多個(gè)工作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)。如汽車底盤控制系統(tǒng)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CAN總線系統(tǒng)）：由多個(gè)電子控制單元（ECU）同時(shí)控制多個(gè)工作裝置或系統(tǒng)，各控制單元（ECU）的共用信息通過總線互相傳遞。第十一頁，共一百一十八頁。帶有中央控制單元(Yuan)的車第十二頁，共一百一十八頁。帶有三(San)個(gè)中央控制單元的車第十三頁，共一百一十八頁。帶有三(San)個(gè)中央控制單元和總線系統(tǒng)的車第十四頁，共一百一十八頁。帶有三(San)個(gè)中央控制單元的CAN驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)第十五頁，共一百一十八頁。第十六頁，共一百一十八頁。車(Che)用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展原因電子技術(shù)發(fā)展----線束增加線控系統(tǒng)（X-BY-WIRE）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用第十七頁，共一百一十八頁。汽車發(fā)展帶(Dai)來的問題（1）汽車電子技術(shù)的發(fā)展汽車上電子裝置越來越多汽車的整體布置空間縮?。?）傳統(tǒng)電器設(shè)備多為點(diǎn)到點(diǎn)通信導(dǎo)致了龐大的線束（3）大量的連接器導(dǎo)致可靠性降低。

粗大的線束與汽車中有限的可用空間之間的矛盾越來越尖銳，電纜的體積、可靠性和重量成為越來越突出的問題，而且也成為汽車輕量化和進(jìn)一步電子化的最大障礙，汽車的制造和安裝也變得非常困難。（4）存在冗余的傳感器。第十八頁，共一百一十八頁。Volvo汽車近三十年來線束增長的(De)情況第十九頁，共一百一十八頁。

車(Che)用網(wǎng)絡(luò)：通過總線將汽車(Che)上的各種電子裝置與設(shè)備連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)相互之間的信息共享，既減少了線束，又可更好地控制和協(xié)調(diào)汽車(Che)的各個(gè)系統(tǒng)，使汽車(Che)性能達(dá)到最佳。第二十頁，共一百一十八頁。第二十一頁，共一百一十八頁。汽車網(wǎng)絡(luò)(Luo)化的優(yōu)點(diǎn)

布線簡單，設(shè)計(jì)簡化，節(jié)約銅材，降低成本?？煽啃蕴岣撸删S護(hù)性大為提高實(shí)現(xiàn)信息共享，提高汽車性能滿足現(xiàn)代汽車電子設(shè)備種類功能越來越多的要求總之，使用汽車網(wǎng)絡(luò)不僅可以減少線束，而且能夠提高各控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，減少冗余的傳感器及相應(yīng)的軟硬件配置，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的資源共享，便于集中實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的在線故障診斷。

第二十二頁，共一百一十八頁。Canbus的(De)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(dòng)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將舒適系統(tǒng)Canbus提高到100Kbit/m,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提高到500Kbit/m。2002年，大眾集團(tuán)在新PQ24平臺(tái)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(tái)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。第二十三頁，共一百一十八頁。◆20世紀(jì)80年代，Bosch的工程人員開始研究用于汽車的串行總線(Xian)系統(tǒng)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)還沒有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能完全滿足汽車工程的要求。參加研究的還有Mercedes-Benz公司、Intel公司，還有德國兩所大學(xué)的教授。◆1986年，Bosch在SAE（汽車工程人員協(xié)會(huì)）大會(huì)上提出了CAN◆1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526；隨后Philips半導(dǎo)體推出了82C200?！?993年，CAN的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898公布從此CAN協(xié)議被廣泛的用于各類自動(dòng)化控制領(lǐng)域。CAN技術(shù)的發(fā)展第二十四頁，共一百一十八頁。◆1992年，CIA（CANinAutomation）用戶組織成立，之后制定了第一個(gè)CAN應(yīng)用層“CAL”?！?994年開(Kai)始有了國際CAN學(xué)術(shù)年會(huì)（ICC）?！?994年美國汽車工程師協(xié)會(huì)以CAN為基礎(chǔ)制定了SAEJ1939標(biāo)準(zhǔn)，用于卡車和巴士控制和通信網(wǎng)絡(luò)。◆到今天，幾乎每一輛歐洲生產(chǎn)的轎車上都有CAN；高級(jí)客車上有兩套CAN，通過網(wǎng)關(guān)互聯(lián)；1999年一年就有近6千萬個(gè)CAN控制器投入使用；2000年銷售1億多CAN的芯片；2001年用在汽車上的CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)目超過1億個(gè)?！舻寝I車上基于CAN的控制網(wǎng)絡(luò)至今仍是各大公司自成系統(tǒng)，沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。第二十五頁，共一百一十八頁?！?/p>

基于(Yu)CAN的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用較通用的有兩種：DeviceNet（適合于工廠底層自動(dòng)化）和CANopen（適合于機(jī)械控制的嵌入式應(yīng)用）。◆

任何組織或個(gè)人都可以從DeviceNet供貨商協(xié)會(huì)（ODVA）獲得DeviceNet規(guī)范。購買者將得到無限制的、真正免費(fèi)的開發(fā)DeviceNet產(chǎn)品的授權(quán)。◆

DeviceNet自2002年被確立為中國國家標(biāo)準(zhǔn)以來，已在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山等各個(gè)行業(yè)得到成功應(yīng)用，其低成本和高可靠性已經(jīng)得到廣泛認(rèn)同。第二十六頁，共一百一十八頁?；?Yu)CAN總線的汽車電器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第二十七頁，共一百一十八頁。

目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用2條CAN：

一條用于(Yu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速CAN，速率達(dá)到500kb/s。主要面向?qū)崟r(shí)性要求較高的控制單元，如發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等

另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN，速率是100kb/s。主要是針對(duì)車身控制的，如車燈、車門、車窗等信號(hào)的采集以及反饋。其特征是信號(hào)多但實(shí)時(shí)性要求低，因此實(shí)現(xiàn)成本要求低。

第二十八頁，共一百一十八頁。第二十九頁，共一百一十八頁。第三十頁，共一百一十八頁。CAN總線布置、結(jié)(Jie)構(gòu)和基本特點(diǎn)CAN總線系統(tǒng)上并聯(lián)有多個(gè)元件。這就要求整個(gè)系統(tǒng)的布置滿足以下要求：

可靠性高：傳輸故障（不論是由內(nèi)部還是外部引起的）應(yīng)能準(zhǔn)確識(shí)別出來

使用方便：如果某一控制單元出現(xiàn)故障，其余系統(tǒng)應(yīng)盡可能保持原有功能，以便進(jìn)行信息交換

數(shù)據(jù)密度大：所有控制單元在任一瞬時(shí)的信息狀態(tài)均相同，這樣就使得兩控制單元之間不會(huì)有數(shù)據(jù)偏差。如果系統(tǒng)的某一處有故障，那么總線上所有連接的元件都會(huì)得到通知。

數(shù)據(jù)傳輸快：連成網(wǎng)絡(luò)的各元件之間的數(shù)據(jù)交換速率必須很快，這樣才能滿足實(shí)時(shí)要求。第三十一頁，共一百一十八頁。CAN總線(Xian)布置、結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn)考慮到信號(hào)的重復(fù)率及產(chǎn)生出的數(shù)據(jù)量，CAN總線系統(tǒng)分為三個(gè)專門的系統(tǒng)?CAN驅(qū)動(dòng)總線（高速），500Kbit/s，可基本滿足實(shí)時(shí)要求。?CAN舒適總線（低速），100Kbit/s，用于對(duì)時(shí)間要求不高的情況。

?CAN“infotainment”總線（低速），100Kbit/s，用于對(duì)時(shí)間要求不高的情況。第三十二頁，共一百一十八頁。CAN-BUS系統(tǒng)組成：CAN收發(fā)器:安裝在控制器內(nèi)部，同(Tong)時(shí)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(hào)并將其送入數(shù)據(jù)傳輸線。數(shù)據(jù)傳輸終端：是一個(gè)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。第三十三頁，共一百一十八頁。Canbus上(Shang)的控制器中發(fā)送信息的線路通過一個(gè)開路集電極和總線相連。Canbus的收發(fā)器如圖所示，使用一個(gè)電路進(jìn)行控制，這樣也就是說控制單元在某一時(shí)間段只能進(jìn)行發(fā)送或接受一項(xiàng)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。Canbus的收發(fā)器

第三十四頁，共一百一十八頁。因此總線導(dǎo)線上就會(huì)出現(xiàn)兩(Liang)種狀態(tài)：狀態(tài)1：截止?fàn)顟B(tài)，晶體管截止（開關(guān)未接合）無源：總線電平=1，電阻高狀態(tài)0：接通狀態(tài)，晶體管導(dǎo)通（開關(guān)已接合）有源：總線電平=0，電阻低第三十五頁，共一百一十八頁。2個(gè)以上控制器所組成的Canbus系統(tǒng)當(dāng)(Dang)用2個(gè)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(huì)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(gè)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功能第三十六頁，共一百一十八頁。CAN構(gòu)件通過RX-線來檢查總線是否有源（是否正在交換別的信息），必要時(shí)會(huì)等待，直至總線空閑下來為止。（某一時(shí)間段內(nèi)的電平1（無源））如果總線空閑下來，發(fā)(Fa)動(dòng)機(jī)信息就會(huì)被發(fā)(Fa)送出去。第三十七頁，共一百一十八頁。第三十八頁，共一百一十八頁。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(duì)傳輸信息的影響，也(Ye)可以防止本身對(duì)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(hào)同時(shí)向兩根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像。并且每一個(gè)控制器都增加了終端電阻，已減少數(shù)據(jù)傳送時(shí)的過調(diào)效應(yīng)。

基本構(gòu)造+1V-1V外界的干擾同時(shí)作用于兩根導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁波輻射相互抵消~0V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)器第三十九頁，共一百一十八頁。原則上CAN總線用一條導(dǎo)線就足以滿足功能要求了，但該總線系統(tǒng)上還是配備了第二(Er)條導(dǎo)線。在這個(gè)第二(Er)條導(dǎo)線上，信號(hào)是按相反順序傳送的，這樣可有效抑制外部干擾。第四十頁，共一百一十八頁。CAN導(dǎo)線的特(Te)點(diǎn)各個(gè)CAN系統(tǒng)的所有控制單元都并聯(lián)在CAN數(shù)據(jù)總線上。CAN數(shù)據(jù)總線的兩條導(dǎo)線分別叫CAN-High和CAN-Low線。兩條扭絞在一起的導(dǎo)線稱為雙絞線。雙絞線,CAN-High和CAN-Low線(CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線）控制單元之間的數(shù)據(jù)交換就是通過這兩條導(dǎo)線來完成的，這些數(shù)據(jù)可能是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油箱油面高度及車速等。第四十一頁，共一百一十八頁。第四十二頁，共一百一十八頁。為了清楚起見CAN導(dǎo)線分別用單顏(Yan)色來表示CAN-High線總是黃色，CAN-Low-線總是綠色第四十三頁，共一百一十八頁。

由于汽車不同控制器對(duì)CAN總線的性能要(Yao)求不同，因此最新版本的CAN總線系統(tǒng)人為設(shè)定為5個(gè)不同的區(qū)域，分別為驅(qū)動(dòng)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(gè)局域網(wǎng)。其速率分別為(Kbit/s)：

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（由15號(hào)線激活）：500; 舒適系統(tǒng)（由30號(hào)線激活）：100

信息系統(tǒng)（由30號(hào)線激活）：100； 診斷系統(tǒng)（由30號(hào)線激活）：500

儀表系統(tǒng)（由15號(hào)線激活）：100； Lin:20

最大承載：1000CAN儀表CAN驅(qū)動(dòng)CAN信息CAN舒適

CAN診斷基本構(gòu)造第四十四頁，共一百一十八頁?；?Ji)本構(gòu)造網(wǎng)關(guān)由于不同區(qū)域Canbus總線的速率和識(shí)別代號(hào)不同，因此一個(gè)信號(hào)要從一個(gè)總線進(jìn)入到另一個(gè)總線區(qū)域，必須把它的識(shí)別信號(hào)和速率進(jìn)行改變，能夠讓另一個(gè)系統(tǒng)接受，這個(gè)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(jí)的功能。如車輛發(fā)生相撞事故，氣囊控制單元會(huì)發(fā)出負(fù)加速度傳感器的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的優(yōu)先級(jí)在驅(qū)動(dòng)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(jí)，因?yàn)樗谑孢m系統(tǒng)功能只是打開門和燈。第四十五頁，共一百一十八頁。第四十六頁，共一百一十八頁?；?Ji)本構(gòu)造診斷總線網(wǎng)關(guān)儀表總線驅(qū)動(dòng)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(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(chǔ)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。第四十七頁，共一百一十八頁。第四十八頁，共一百一十八頁。針腳號(hào) 對(duì)應(yīng)的線束

1 15號(hào)線

4 接(Jie)地

5 接地

6 CANBUS(高）

7 k線

14 CANBUS(低）

15 L線

16 30號(hào)線注：未標(biāo)明的針腳號(hào)暫未使用?；緲?gòu)造當(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(duì)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(dòng)，具體信息看如下圖表：注：5051儀器的版本號(hào)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。第四十九頁，共一百一十八頁。CAN總(Zong)線CAN總線是車內(nèi)電子裝置中的一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，它就是數(shù)據(jù)線，用于在連接的控制單元之間進(jìn)行信息交換。由于自身的布置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，CAN總線工作時(shí)的可靠性很高如果CAN總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障，故障就會(huì)存入相應(yīng)的控制單元故障存儲(chǔ)器內(nèi)，可以用診斷儀讀出這些故障?？刂茊卧獡碛凶栽\斷功能，我們通過自診斷功能還可識(shí)別出與CAN總線相關(guān)的故障。用診斷儀（如VAS5051，5052）讀出CAN總線故障記錄后，既可按這些信息準(zhǔn)確地查尋故障控制單元內(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。如果想要更新故障顯示內(nèi)容，須重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。第五十頁，共一百一十八頁。CAN總線(Xian)正常的一個(gè)重要前提條件是：車在任何工況均不應(yīng)有CAN總線故障記錄。

為了能夠確定及排除故障，就需要了解CAN總線上的數(shù)據(jù)交換基本原理。第五十一頁，共一百一十八頁。CAN總線數(shù)據(jù)交(Jiao)換基本原理不同的數(shù)據(jù)傳遞（以CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線為例）1、提高數(shù)據(jù)傳遞的可靠性

為了提高數(shù)據(jù)傳遞的可靠性，CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的兩條導(dǎo)線（雙絞線）分別用于不同的數(shù)據(jù)傳送，這兩條線分別稱為CAN-High線和CAN-Low線。第五十二頁，共一百一十八頁。2、在顯性狀態(tài)和隱(Yin)性狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)CAN導(dǎo)線上的電壓變化

在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，這兩條導(dǎo)線上作用有相同預(yù)先設(shè)定值，該值稱為靜電平。對(duì)于CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線來說，這個(gè)值大約為2.5V。

靜電平也稱為隱性狀態(tài)，因?yàn)檫B接的所有控制單元均可修改它。第五十三頁，共一百一十八頁。

在顯性狀態(tài)時(shí)，CAN-High線上的電壓值會(huì)升高一個(gè)預(yù)定值（對(duì)CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線來說，這個(gè)值至少為1V）。而CAN-Low線上的電壓值會(huì)降低一個(gè)同樣值（對(duì)CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線來說，這個(gè)值至少為1V）。于是在CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線上，CAN-High線就(Jiu)處于激活狀態(tài)，其電壓不低于3.5（2.5V+1V=3.5V)，而CAN-Low線上的電壓值最多可降至1.5V(2.5V-1V=1.5V)。因此在隱性狀態(tài)時(shí)，CAN-High線與CAN-Low線上的電壓差為0V，在顯性狀態(tài)時(shí)該差值最低為2V。第五十四頁，共一百一十八頁。3、CAN數(shù)據(jù)(Ju)總線上的信號(hào)變化（以CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線為例）第五十五頁，共一百一十八頁。4、收發(fā)器內(nèi)的CAN-High線和(He)

CAN-Low線上的信號(hào)轉(zhuǎn)換

控制單元是通過收發(fā)器聯(lián)接到CAN驅(qū)動(dòng)總線上的，在這個(gè)收發(fā)器內(nèi)有一個(gè)接收器，該接收器是安裝在接收一側(cè)的差動(dòng)信號(hào)放大器。

差動(dòng)信號(hào)放大器用于處理來自CAN-High線和CAN-Low線的信號(hào)，除此以外還負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳至控制單元的CAN接收區(qū)。這個(gè)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)稱為差動(dòng)信號(hào)放大器的輸出電壓。差動(dòng)信號(hào)放大器用CAN-High線上的電壓（UCAN-High）減去CAN-Low線上的電壓（UCAN-Low），就得出了輸出電壓，用這種方法可以消除靜電平（對(duì)于CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線來說是2.5V）或其它任何重疊的電壓。第五十六頁，共一百一十八頁。第五十七頁，共一百一十八頁。5、CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線差動(dòng)信號(hào)放大器內(nèi)的(De)信號(hào)轉(zhuǎn)換

收發(fā)器的差動(dòng)信號(hào)放大器在處理信號(hào)時(shí)，會(huì)用CAN-High-線上作用的電壓減去CAN-Low-線上作用的電壓。第五十八頁，共一百一十八頁。6、CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)(Shu)據(jù)總線差動(dòng)信號(hào)放大器內(nèi)的干擾過濾由于數(shù)據(jù)總線也要布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，所以數(shù)據(jù)總線就要遭受各種干擾。在保養(yǎng)時(shí)要考慮對(duì)地短路和蓄電池電壓、點(diǎn)火裝置的火花放電和靜態(tài)放電。在該圖的上部可清楚地看到這種傳遞的效果。由于CAN-High線和CAN-Low線是扭絞在一起的（雙絞線），所以干擾脈沖X就總是有規(guī)律地作用在兩條線上。由于差動(dòng)信號(hào)放大器總是用CAN-High線上的電壓（3.5V-X)減去CAN-Low線上的電壓(1.5V-X)，因此在經(jīng)過處理后,差動(dòng)信號(hào)中就不再有干擾脈沖了.(3,5V-X)-(1,5V-X)=2V第五十九頁，共一百一十八頁。7、信號(hào)(Hao)電平控制單元信號(hào)在收發(fā)器內(nèi)的放大收發(fā)器發(fā)送一側(cè)的任務(wù)是將控制單元內(nèi)的CAN控制器的較弱信號(hào)放大，使之達(dá)到CAN導(dǎo)線上的信號(hào)電平和控制單元輸入端的信號(hào)電平。聯(lián)接在CAN數(shù)據(jù)總線上的控制單元的作用就像是CAN導(dǎo)線上的一個(gè)負(fù)載電阻（因?yàn)檠b有電子元件）。這個(gè)負(fù)載電阻取決于聯(lián)接的控制單元數(shù)量和其電阻。收發(fā)器將CAN信號(hào)輸送到CAN數(shù)據(jù)總線的兩條導(dǎo)線上，相應(yīng)地在CAN-High線上的電壓就升高，而在CAN-Low線上的電壓就降低一個(gè)同樣大小的值。對(duì)于驅(qū)動(dòng)CAN數(shù)據(jù)總線來說，一條導(dǎo)線上的電壓改變值不低于1V，對(duì)于CAN舒適/Infotainment總線來說，這個(gè)值不低于3.6V。第六十頁，共一百一十八頁。第六十一頁，共一百一十八頁。8、CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線的特(Te)點(diǎn)CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線的速率為500kBit/s，用于將CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線方面的控制單元聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線控制單元有：-發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元-ABS-控制單元-ESP-控制單元-變速器控制單元-安全氣囊控制單元-組合儀表第六十二頁，共一百一十八頁。CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線由15號(hào)接線柱（點(diǎn)火開關(guān)）接通，短時(shí)工作后，又(You)完全關(guān)閉。第六十三頁，共一百一十八頁。CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線上(Shang)的信號(hào)變化下面圖中所示的是一個(gè)真實(shí)的CAN-電報(bào)變化圖，它由一個(gè)收發(fā)器產(chǎn)生，并由VAS5051的數(shù)字存儲(chǔ)式示波器（DSO）接收下來。兩個(gè)電平之間的疊加信號(hào)變化表示2.5V的隱性電平。CAN-High線上的顯性電壓約為3.5V，CAN-Low線約為1.5V。第六十四頁，共一百一十八頁。CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)(Ju)總線的特點(diǎn)CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線的速率為100kBit/s，用于將CAN舒適總線和CANInfotainment總線方面的控制單元聯(lián)成網(wǎng)。CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線控制單元有：-全自動(dòng)空調(diào)/空調(diào)控制單元-車門控制單元-舒適控制單元-收音機(jī)和導(dǎo)航顯示單元控制單元第六十五頁，共一百一十八頁。

控制單元通過CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線的CAN-High線和CAN-Low線來(Lai)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如車門開/關(guān)、車內(nèi)燈開/關(guān)、車輛位置（GPS)等等。由于使用同樣的脈沖頻率，所以CAN舒適數(shù)據(jù)總線和CANInfotainment總線可以共同使用一對(duì)導(dǎo)線，當(dāng)然前提條件是相應(yīng)的車上有這兩種數(shù)據(jù)總線（(如GolfIVundPoloMJ2002)。第六十六頁，共一百一十八頁。舒(Shu)適系統(tǒng)的信號(hào)圖舒適系統(tǒng)的Canbus信號(hào)和驅(qū)動(dòng)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=3.6V Can-low=1.4V邏輯“0”： Can-high=0V Can-low=5V第六十七頁，共一百一十八頁。1、CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線的差動(dòng)(Dong)數(shù)據(jù)傳遞

為了使低速CAN抗干擾性強(qiáng)且電流消耗低，與CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線相比就需做一些改動(dòng)。

首先，由于使用了單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器（功率放大器），這兩個(gè)CAN信號(hào)就不再有彼此依賴的關(guān)系了。與CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線不同，CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線的CAN-High線和CAN-Low線不是通過電阻相連的。也就是說：CAN-High線和CAN-Low線不再彼此相互影響，而是彼此獨(dú)立作為電壓源來工作。

另外還放棄了共同的中壓，在隱性狀態(tài)（靜電平）時(shí)，CAN-High信號(hào)為0V，在顯性狀態(tài)時(shí)≥3.6V。對(duì)于CAN-Low信號(hào)來說，隱性電平為5V，顯性電平≤1.4V。于是在差頻信號(hào)放大器內(nèi)相減后，隱性電平為-5V，顯性電平為2.2V，那么隱性電平和顯性電平之間的電壓變化（電壓提升）就提高到≥7.2V。第六十八頁，共一百一十八頁。2、CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總(Zong)線的CAN-收發(fā)器第六十九頁，共一百一十八頁。測舒適系(Xi)統(tǒng)高低線的電阻為無窮大！第七十頁，共一百一十八頁?？?Zong)系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)將三個(gè)系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)

由于電壓電平和電阻配置不同，所以在CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線和CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線之間無法進(jìn)行耦合聯(lián)接。另外這兩種數(shù)據(jù)總線的傳輸速率是不同的，這就決定了它們無法使用不同的信號(hào)。

這就需要在這兩個(gè)系統(tǒng)之間能完成一個(gè)轉(zhuǎn)換。這個(gè)轉(zhuǎn)換過程是通過所謂的網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)車輛的不同，網(wǎng)關(guān)可能安裝在組合儀表內(nèi)、車上供電控制單元內(nèi)或在自己的網(wǎng)關(guān)控制單元內(nèi)。第七十一頁，共一百一十八頁。

由于通過CAN數(shù)據(jù)總線的所有信息都供網(wǎng)關(guān)(Guan)使用，所以網(wǎng)關(guān)(Guan)也用作診斷接口。目前是通過網(wǎng)關(guān)的K-線來查詢?cè)\斷信息，從Touran車開始是通過CAN數(shù)據(jù)總線診斷線來完成這個(gè)工作的。第七十二頁，共一百一十八頁?？梢杂?Yong)火車站作為例子來清楚地說明網(wǎng)關(guān)的原理第七十三頁，共一百一十八頁。與CAN舒適數(shù)據(jù)總線和CANInfotainment數(shù)據(jù)總線不同，CAN驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線不可與CAN舒適數(shù)據(jù)總線或CANInfotainment數(shù)據(jù)總線通過電氣相連！CAN舒適數(shù)據(jù)總線與CAN舒適/Infotainment數(shù)據(jù)總線是不同的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，它們之(Zhi)間只能通過所謂網(wǎng)關(guān)相連。提示！第七十四頁，共一百一十八頁。123基(Ji)本術(shù)語CAN的報(bào)文及結(jié)構(gòu)同步CAN協(xié)議規(guī)范CAN協(xié)議規(guī)范第七十五頁，共一百一十八頁。CAN協(xié)(Xie)議規(guī)范

CAN為串行通訊協(xié)議，能有效地支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制。CAN的應(yīng)用范圍很廣，從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價(jià)位的多路接線都可以使用CAN。在汽車電子行業(yè)里，使用CAN連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、傳感器、防剎車系統(tǒng)、等等，其傳輸速度可達(dá)1Mbit/s。同時(shí)，可以將CAN安裝在卡車本體的電子控制系統(tǒng)里，諸如車燈組、電氣車窗等等，用以代替接線配線裝置。

技術(shù)規(guī)范的目的是為了在任何兩個(gè)CAN儀器之間建立兼容性?？墒牵嫒菪杂胁煌姆矫?，比如電氣特性和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的解釋。為了達(dá)到設(shè)計(jì)透明度以及實(shí)現(xiàn)靈活性，根據(jù)ISO/OSI參考模型，CAN2.0規(guī)范細(xì)分為以下不同的層次：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層(如圖所示)。

第七十六頁，共一百一十八頁。CAN協(xié)議規(guī)(Gui)范位編碼/解碼位定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)器接收器特性邏輯鏈路子層LLC

接收濾波超載通知恢復(fù)管理介質(zhì)訪問控制子層MAC

數(shù)據(jù)包裝/解包幀編碼介質(zhì)訪問管理錯(cuò)誤監(jiān)測出錯(cuò)標(biāo)定應(yīng)答串并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)鏈路層物理層故障界定總線故障管理監(jiān)控器圖CAN協(xié)議分層結(jié)構(gòu)和功能第七十七頁，共一百一十八頁。CAN協(xié)議規(guī)(Gui)范在以前版本的CAN規(guī)范中，數(shù)據(jù)鏈路層的LLC子層和MAC子層的服務(wù)及功能分別被解釋為“對(duì)象層”和“傳輸層”。

邏輯鏈路控制子層(LLC)的作用范圍如下：

?為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)。

?確定由實(shí)際要使用的LLC子層接收哪一個(gè)報(bào)文。

?為恢復(fù)管理和過載通知提供手段。

MAC子層的作用主要是傳送規(guī)則，也就是控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測、出錯(cuò)標(biāo)定、故障界定。位定時(shí)的一些普通功能也可以看作是MAC子層的一部分。

物理層的作用是在不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位的實(shí)際傳輸。第七十八頁，共一百一十八頁。CAN具有以下的屬性：

?

報(bào)文的優(yōu)先權(quán)

?

保證延遲時(shí)間

?

設(shè)置靈活

?

時(shí)間同步的多點(diǎn)接收?系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的連貫性

?多主機(jī)

?錯(cuò)誤檢測和錯(cuò)誤標(biāo)定

?只要總線(Xian)一處于空閑，就自動(dòng)將破壞的報(bào)文重新傳輸

?將節(jié)點(diǎn)的暫時(shí)性錯(cuò)誤和永久性錯(cuò)誤區(qū)分開來，并且可以自動(dòng)關(guān)閉由OSI參考模型分層CAN結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)。CAN協(xié)議規(guī)范第七十九頁，共一百一十八頁。依據(jù)ISO/OSI參考模型的層結(jié)構(gòu)具有以下功能:

?

物理層定義信號(hào)是如何實(shí)際(Ji)地傳輸?shù)?，因此涉及到位時(shí)間、位編碼、同步的解釋。技術(shù)規(guī)范沒有定義物理層的驅(qū)動(dòng)器/接收器特性，以便允許根據(jù)它們的應(yīng)用，對(duì)發(fā)送媒體和信號(hào)電平進(jìn)行優(yōu)化。

?MAC子層是CAN協(xié)議的核心。它把接收到的報(bào)文提供給LLC子層，并接收來自LLC子層的報(bào)文。MAC子層負(fù)責(zé)報(bào)文分幀、仲裁、應(yīng)答、錯(cuò)誤檢測和標(biāo)定。MAC子層也被稱作故障界定的管理實(shí)體監(jiān)管。此故障界定為自檢機(jī)制，以便把永久故障和短時(shí)擾動(dòng)區(qū)別開來。

?

LLC子層涉及報(bào)文濾波、過載通知、以及恢復(fù)管理。CAN協(xié)議規(guī)范第八十頁，共一百一十八頁。1基本(Ben)術(shù)語1．報(bào)文

總線上的報(bào)文以不同的固定報(bào)文格式發(fā)送，但長度受限。當(dāng)總線空閑時(shí)任何連接的單元都可以開始發(fā)送新的報(bào)文。

2．信息路由

在CAN系統(tǒng)中，一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)不使用有關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息(如站地址)。包含一些重要概念：

系統(tǒng)靈活性——節(jié)點(diǎn)可在不要求所有節(jié)點(diǎn)及其應(yīng)用層改變?nèi)魏诬浖蛴布那闆r下，被接于CAN網(wǎng)絡(luò)。

成組——由于采用了報(bào)文濾波，所有節(jié)點(diǎn)均可接收?qǐng)?bào)文，并同時(shí)被相同的報(bào)文激活。

數(shù)據(jù)相容性——在CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以確保報(bào)文同時(shí)被所有節(jié)點(diǎn)或者沒有節(jié)點(diǎn)接收，因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相容性是借助于成組和出錯(cuò)處理達(dá)到的。第八十一頁，共一百一十八頁。1基(Ji)本術(shù)語

3．位速率不同的系統(tǒng)，CAN的速度不同。在一個(gè)給定的系統(tǒng)里，位速率是唯一的，并且是固定的。

4．優(yōu)先權(quán)在總線訪問期間，識(shí)別符定義一個(gè)靜態(tài)的報(bào)文優(yōu)先權(quán)。

5．遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以請(qǐng)求另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀和相應(yīng)的遠(yuǎn)程幀是由相同的識(shí)別符命名的。

第八十二頁，共一百一十八頁。1基本(Ben)術(shù)語6．仲裁只要總線空閑，任何單元都可以開始發(fā)送報(bào)文。具有較高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的單元可以獲得總線訪問權(quán)。如果2個(gè)或2個(gè)以上的單元同時(shí)開始傳送報(bào)文，那么就會(huì)有總線訪問沖突。

仲裁的機(jī)制確保了報(bào)文和時(shí)間均不損失。當(dāng)具有相同識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)初始化時(shí)，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。

仲裁期間，每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較。如果電平相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是一“隱性”電平而監(jiān)視的是一“顯性”電平（見總線值），那么單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。

第八十三頁，共一百一十八頁。1基本術(shù)(Shu)語7．錯(cuò)誤檢測

要進(jìn)行檢測錯(cuò)誤，必須采取以下措施：

?監(jiān)視（發(fā)送器對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較）

?循環(huán)冗余檢查

?位填充

?報(bào)文格式檢查第八十四頁，共一百一十八頁。1基本術(shù)(Shu)語

8．故障界定

CAN節(jié)點(diǎn)能夠把永久故障和短暫擾動(dòng)區(qū)別開來。故障的節(jié)點(diǎn)會(huì)被關(guān)閉。

9．總線值總線有二個(gè)互補(bǔ)的邏輯值：“顯性”或“隱性”。“顯性”位和“隱性”位同時(shí)傳送時(shí)，總線的結(jié)果值為“顯性”。比如，在總線的“寫與”執(zhí)行時(shí)，邏輯0代表“顯性”等級(jí)，邏輯1代表“隱性”等級(jí)。

10．應(yīng)答所有的接收器檢查報(bào)文的連貫性。對(duì)于連貫的報(bào)文，接收器應(yīng)答，對(duì)于不連貫的報(bào)文，接收器作出標(biāo)志。

第八十五頁，共一百一十八頁。2CAN的(De)報(bào)文及結(jié)構(gòu)CAN信息包格式說明：

CAN信息包分為兩部分：信息部分和數(shù)據(jù)部分。頭兩個(gè)字節(jié)為信息部分，其前十一位為標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)符中的前八位用作接收判斷，應(yīng)包含本信息包的目的站地址。然后是一位RTR位（應(yīng)設(shè)為0），最后是四位的DLC（數(shù)據(jù)長度位，即所發(fā)數(shù)據(jù)的實(shí)際長度，單位：字節(jié)）。其余八個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)部分，存有實(shí)際要發(fā)的數(shù)據(jù)。詳見下圖：第八十六頁，共一百一十八頁。2CAN的(De)報(bào)文及結(jié)構(gòu)第八十七頁，共一百一十八頁。2CAN的報(bào)文及(Ji)結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，發(fā)出報(bào)文的單元稱為該報(bào)文的發(fā)送器。該單元在總線空閑或丟失仲裁前恒為發(fā)送器。如果一個(gè)單元不是報(bào)文發(fā)送器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該單元為接收器。對(duì)于報(bào)文發(fā)送器和接收器，報(bào)文的實(shí)際有效時(shí)刻是不同的。對(duì)于發(fā)送器而言，如果直到幀結(jié)束末尾一直末出錯(cuò)，則對(duì)于發(fā)送器報(bào)文有效。如果報(bào)文受損，將允許按照優(yōu)先權(quán)順序自動(dòng)重發(fā)送。為了能同其他報(bào)文進(jìn)行總線訪問競爭，總線一旦空閑，重發(fā)送立即開始。

對(duì)于接收器而言，如果直到幀結(jié)束的最后一位一直末出錯(cuò)，則對(duì)于接收器報(bào)文有效。第八十八頁，共一百一十八頁。2CAN的報(bào)文及(Ji)結(jié)構(gòu)

構(gòu)成一幀的幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場和CRC序列均借助位填充規(guī)則進(jìn)行編碼。當(dāng)發(fā)送器在發(fā)送的位流中檢測到5位連續(xù)的相同數(shù)值時(shí)，將自動(dòng)地在實(shí)際發(fā)送的位流中插入一個(gè)補(bǔ)碼位。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的其余位場采用固定格式，不進(jìn)行填充。出錯(cuò)幀和超載幀同樣是固定格式，也不進(jìn)行位填充。報(bào)文傳送由4種不同類型的幀表示和控制：

數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)由發(fā)送器至接收器；遠(yuǎn)程幀通過總線單元發(fā)送，以請(qǐng)求發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀；

出錯(cuò)幀由檢測出總線錯(cuò)誤的任何單元發(fā)送；超載幀用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀借助幀間空間與當(dāng)前幀分開。第八十九頁，共一百一十八頁。3同(Tong)步同步機(jī)制

ＣＡＮ總線的位同步只有在節(jié)點(diǎn)檢測到“隱性位”（邏輯１）到“顯性位”（邏輯０）的跳變時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，當(dāng)跳變沿不位于位周期的同步段之內(nèi)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生相位誤差。該相位誤差就是跳變沿與同步段結(jié)束位置之間的距離。如果跳變沿發(fā)生在同步段之后采樣點(diǎn)之前為正的相位誤差；如果跳變沿位于同步段之前采樣點(diǎn)之后為負(fù)的相位誤差。相位誤差源于節(jié)點(diǎn)的振蕩器漂移，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的傳播延遲以及噪聲干擾等。ＣＡＮ協(xié)議規(guī)定了兩種類型的同步：硬同步和重同步。第九十頁，共一百一十八頁。3同(Tong)步硬同步

硬同步只在總線空閑時(shí)通過一個(gè)下降沿（幀起始）來完成，此時(shí)不管有沒有相位誤差，所有節(jié)點(diǎn)的位時(shí)間重新開始。強(qiáng)迫引起硬同步的跳變沿位于重新開始的位時(shí)間的同步段之內(nèi)。重同步

在消息幀的隨后位中，每當(dāng)有從“隱性位”到“顯性位”的跳變，并且該跳變落在了同步段之外，就會(huì)引起一次重同步。重同步機(jī)制可以根據(jù)跳變沿增長或者縮短位時(shí)間以調(diào)整采樣點(diǎn)的位置，保證正確采樣。

ＣＡＮ協(xié)議的位填充機(jī)制除實(shí)現(xiàn)仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場和ＣＲＣ序列的數(shù)據(jù)的透明性外，還增加了從“隱性位”到“顯性位”跳變的機(jī)會(huì)，也就是增多重同步的數(shù)量，提高同步質(zhì)量。第九十一頁，共一百一十八頁。123CAN通信控制(Zhi)器82C200SJA1000CAN控制器PCA82C250CAN收發(fā)器典型CAN總線器件及應(yīng)用典型CAN總線器件及其應(yīng)用4CANBUS節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)舉例第九十二頁，共一百一十八頁。

CAN總線的突出優(yōu)點(diǎn)使其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，這使得許多(Duo)器件廠商競相推出各種CAN總線器件產(chǎn)品，已逐步形成系列。而豐富廉價(jià)的CAN總線器件又進(jìn)一步促進(jìn)了CAN總線應(yīng)用的迅速推廣。目前，CAN已不僅是應(yīng)用于某些領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線，它正在成為微控制器的系統(tǒng)擴(kuò)展及多機(jī)通信接口。下表列出了一些主要的CAN總線產(chǎn)品，這里僅對(duì)典型的芯片加以介紹。4、典型CAN總線器件及其應(yīng)用第九十三頁，共一百一十八頁。第九十四頁，共一百一十八頁。1CAN通(Tong)信控制器82C200完成CAN規(guī)范所規(guī)定的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層大部分功能。有微處理器接口，易于連接單片機(jī)。結(jié)構(gòu)分兩種類型，獨(dú)立IC或與單片機(jī)集成在一起，82C200（

SJA1000）屬于前者。屬于后者的有：PHILIPS的87C591、LPC2119，西門子的C167C，INTEL的80C196CA等。都遵循CAN2.0規(guī)范，掌握其中一種就可觸類旁通。第九十五頁，共一百一十八頁。1CAN通信(Xin)控制器82C200CAN的通信協(xié)議主要由CAN控制器完成。CAN控制器主要由實(shí)現(xiàn)CAN總線協(xié)議部分和與微控制器接口部分電路組成。對(duì)于不同型號(hào)的CAN總線通信控制器，實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議部分電路的結(jié)構(gòu)和功能大都相同，而與微控制器接口部分的結(jié)構(gòu)及方式存在一些差異。這里主要以PHILIPS82C200為代表對(duì)CAN控制器的結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用加以介紹。第九十六頁，共一百一十八頁。1CAN通信控制(Zhi)器82C200第九十七頁，共一百一十八頁。1CAN通信(Xin)控制器82C200第九十八頁，共一百一十八頁。1CAN通信(Xin)控制器82C200第九十九頁，共一百一十八頁。2SJA1000CAN控制(Zhi)器SJA1000是一個(gè)獨(dú)立的CAN控制器，它在汽車和普通的工業(yè)應(yīng)用上有先進(jìn)的特征，適合于多種應(yīng)用特別在系統(tǒng)優(yōu)化診斷和維護(hù)方面非常重要。

SJA1000獨(dú)立的CAN控制器有2個(gè)不同的操作模式：

1

BasicCAN模式：和PCA82C200兼容。BasicCAN模式是上電后默認(rèn)的操作模式，因此用PCA82C200開發(fā)的已有硬件和軟件，可以直接在SJA1000上使用而不用作任何修改。

2PeliCAN模式：是新的操作模式。它能夠處理所有CAN2.0B規(guī)范的幀類型。而且它還提供一些增強(qiáng)功能，使SJA1000能應(yīng)用于更寬的領(lǐng)域。工作模式通過時(shí)鐘分頻寄存器中的CAN模式位來選擇，復(fù)位時(shí)默認(rèn)模式是BasicCAN模式。

第一百頁，共一百一十八頁。2SJA10