第一章 汽車控制器區(qū)域網(wǎng)CAN總線簡介

江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計PAGE6PAGE7第一章汽車控制器區(qū)域網(wǎng)CAN總線簡介1.1CAN總線的形成一、CAN總線到底是什么？CAN總線又稱CAN-bus，CAN是ControllerAreaNetwork的縮寫，即控制器區(qū)域網(wǎng)，所以，CAN總線是指控制器區(qū)域網(wǎng)現(xiàn)場總線。CAN總線即為人們所稱的汽車網(wǎng)絡(luò)。二、汽車常規(guī)布線法的缺陷1.布線復雜，銅線成倍增加。一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，其電線長度可達2km，電氣節(jié)點高達1500個。而且，該數(shù)字大約每10年增長1倍，從而加劇了粗大的線束與汽車有限的可用空間之間的矛盾。2.故障率上升，維修難度加大。（節(jié)點接觸不好，線束整理麻煩，單根導線的檢測也麻煩）3.設(shè)計和試制困難。每個車型的線束都不一樣，每種車都要單獨設(shè)計，且電控單元針腳數(shù)增加。4.替代電氣配件困難。替代某個落后的電氣配件，要增加幾根線，因無法加到原線束中，只能從外面加線，這樣會使線路更加凌亂。三、采用CAN總線的優(yōu)點總所周知，汽車兩塊控制單元之間的信息傳遞，有幾個信號就要有幾根信號傳輸線(信號傳輸線的接地端可以采用公共回路)。隨著汽車上控制單元的增加，信號傳輸線必然會隨之增加。車門控制單元完成全部控制功能需要45根線和9個插頭。這樣會使電控單元引腳數(shù)增加，線路復雜，故障率增高，維修困難。而如果利用CAN總線，車門控制單元完成其全部控制功能只需最多17根線、2個插頭即可。四、CAN-bus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。想2001年祖，大眾公司產(chǎn)提高了Ca場nbus的芽設(shè)計標準，照將舒適系統(tǒng)年Canbu傷s提高到1駝00Kbi派t/m,轎驅(qū)動系統(tǒng)提犬高到500備Kbit/厚m。生2002年副，大眾集團餅在新PQ2戲4平臺上使族用帶有車載堂網(wǎng)絡(luò)控制單盆元的第三代養(yǎng)Canbu杰s歇。痕大眾集團在創(chuàng)新PQ35燃平臺上使用災(zāi)五重結(jié)構(gòu)的服Canbu竭s殺系統(tǒng)，并且搜出現(xiàn)了括單線的LI塘N-BUS廟。迷1.2獲CA秩N總線技術(shù)害在汽車中的丈應(yīng)用防Can-B蜜us總線技梅術(shù)具有極強鞋的抗干擾和涼糾錯能力，膚最早被用于役飛機、坦克泳等武器電子逮系統(tǒng)的通訊儀聯(lián)絡(luò)上。將扮這種技術(shù)用驢于民用汽車儲最早起源于醋歐洲，在汽雄車上，這種岔總線網(wǎng)絡(luò)用影于車上各種串傳感器數(shù)據(jù)截的傳遞。寄通過遍布車踩身的傳感器細，汽車的各義種行駛數(shù)據(jù)身會被發(fā)送到音“總線”上洲，這些數(shù)據(jù)灘不會指定唯怪一的接收者偶，凡是需要駁這些數(shù)據(jù)的惠接收端都可潔以從“總線致”上讀取需不要的信息。凝Can總線劉的傳輸數(shù)據(jù)占非?？?，可娃以達到每秒再傳輸32b牛ytes有拾效數(shù)據(jù)，這靈樣可以有效姓保證數(shù)據(jù)的驕實效性和準瞞確性。傳統(tǒng)裝的轎車在機壯艙和車身內(nèi)僚需要埋設(shè)大截量線束以傳捧遞傳感器采輸集的信號，機而Can-僑Bus總線婦技術(shù)的應(yīng)用溫可以大量減慨少車體內(nèi)線譜束的數(shù)量，霞線束的減少兔則降低了故翼障發(fā)生的可球能性。眠吊Can-B回us技術(shù)在捏汽車的應(yīng)用別，可以減少昆了汽車車體授內(nèi)線束和控桑制器的接口傭數(shù)量，避免寬了過多線束卡存在的互相僅干涉、磨損劑等隱患，降謝低了汽車電水氣系統(tǒng)的故漫障發(fā)生率。竿各種傳感器枝的信息可以襪實現(xiàn)共享。級另外，在C撤an-Bu較s技術(shù)的幫萍助下，汽車賣的防盜性、躁安全性都得祝到了較大幅萌度提升。例妙如，在啟動唐車輛時，確扎認鑰匙合法貸性的信息會箱通過Can結(jié)-Bus總奔線進行傳遞屢，其校驗的峰信息比以往鋤的防盜系統(tǒng)蒙更為豐富。綢車鑰匙、發(fā)靜動機控制器惰和防盜控制蒙器互相存儲涼對方信息，逮校驗碼中還部摻雜了隨即希碼，從而大脅幅提高防盜掘能力。校驗結(jié)信息通過C代an-Bu咳s傳遞大幅屬提高了信息澤傳遞的可靠軟性，使防盜并系統(tǒng)的工作拴穩(wěn)定可靠。愧簽新一代的數(shù)哀字化汽車不增僅可以實現(xiàn)虧整車防盜，栽而且可以實雹現(xiàn)部件級的販防盜。新一姐代的奧迪汽縣車防盜保護餓系統(tǒng)為每一聚個汽車智能兇零部件提供幻了認證，也尾就是說，即肚使偷車賊將裙偷來的汽車籍拆散成一個告?zhèn)€組件，沒巷有來自奧迪柿中央數(shù)據(jù)庫頃的認證，這繭些零件根本暫無法正常工竄作。攪姻因此,對于粥采用CAN森-BUS總鋼線技術(shù)車輛內(nèi),任何后加繁防盜系統(tǒng),址統(tǒng)統(tǒng)沒有經(jīng)寶過原車的C讓AN--爆BUS的認襖證.等于解論除了原車的陜防盜系統(tǒng).評讓汽車的防林盜系統(tǒng)在盜臭車賊前面形艘同虛似琴。丹1.3斑汽車抄控制器區(qū)域桌網(wǎng)的主要硬惹件猾一、CAN奶控制器蓮1.CAN冶控制器的位壽置餓CAN骨控制器位于梯ECU獅的微處理器盞與條CAN痰收發(fā)器之間監(jiān)ECUECU微控制器CAN控制器CAN收發(fā)器強2墾.CAN控朗制器的功能旱它的作用是必接收控制單渠元中變微處理器發(fā)傳出的數(shù)據(jù)，逼處理數(shù)據(jù)并命傳給CAN其收發(fā)器。同撓時CAN控友制器也接收搶收發(fā)器收到鋤的數(shù)據(jù)勻，處理數(shù)據(jù)庭并傳給微處必理器。好二、CAN墾收發(fā)器省1.CAN護收發(fā)器的位捎置閉嶼虧CAN畫收發(fā)器又稱界CAN烘總線驅(qū)動器貞，安裝在走CAN凈控制器與數(shù)顏據(jù)總線之間嘉（見上圖）均。調(diào)2.CAN膜收發(fā)器的功上用沙因CAN岔收發(fā)器的功柱用是將潔CAN儉控制器傳來政的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化晴為電信號并滾送入數(shù)據(jù)總蜂線，同時接乳收數(shù)據(jù)總線田的信號并轉(zhuǎn)濕發(fā)給囑CAN偽控制器。歸政三、傳輸介書質(zhì)德爸北CAN破總線的傳輸涂介質(zhì)主要有險雙絞線、同陰軸電纜、光拿纖、無線等帥。1.雙絞線旬a(chǎn).億雙絞線由兩刺根具有絕緣四保護層的銅劃導線按一定率密度互相絞吳在一起，這念樣可降低信華號干擾的程城度，每一根傲導線在傳輸肥中輻射的電默波都會被另癥一根線上發(fā)徑出的電波抵糠消。彈兩知根數(shù)據(jù)線上狡的電壓是相迷反的,若一豎根數(shù)據(jù)線上忌的電壓約為貌0V剪；則另一數(shù)四據(jù)線上的電符壓就是約為農(nóng)5V進，這樣守2秤根線的總電笛壓值仍保持蝶一個常值。鞭從而所產(chǎn)生改的電磁場效抱應(yīng)由于極性僅相反而相互斑抵消所以，讓數(shù)據(jù)傳輸線飛通過這中方籠法得到保護出而免受外界輕輻射干擾同偉時，向外輻音射時，實際遙上保持中性該（即無輻射輛）設(shè)b.耍雙絞線既可跪以用于傳輸桶模擬信號，徑也可以用于守傳輸數(shù)字信燦號。座c.薪區(qū)域網(wǎng)中的急雙絞線在要100kb李it/s費速率下的傳讀輸距離可達喊1km敢。課d.持雙絞線比同懶軸電纜或光路纖的價格便歇宜得多。綠e.陵雙絞線根據(jù)始是否具有屏主蔽性分為非肌屏蔽雙絞線慈（唉UTP怎）和屏蔽雙子絞線（卸STP茫）兩類。漂2.垮同軸電纜孔同軸電纜是拜由一根空心萌的圓柱型的段外導體圍繞差單根內(nèi)導體最構(gòu)成的。內(nèi)硬導體為實芯蹦或多芯硬質(zhì)物銅線，外導流體為硬金屬開或金屬網(wǎng)。捕內(nèi)導體和外狂導體之間由巡絕緣材料隔幟離，外導體輛外還有皮套濕或屏蔽物。抱有兩種同軸榆電纜被廣泛賣使用，一種全是腹50嘗電纜，用于乏數(shù)字傳輸，觀由于多用于涉基帶傳輸，杏也叫基帶同錢軸電纜；另蒜一種是他75扇電纜，用于胞模擬傳輸，宏一般用于電牲視信號的傳筋輸，稱為寬同帶同軸電纜序。女3.光纖扮光纖和同軸垂電纜相似，鈔中心是光傳糞播的玻璃纖扎芯。纖芯是漠采用超純的暗熔凝石英玻抽璃拉成的比鞋人頭發(fā)絲還震細的芯線，甘它質(zhì)地脆、哄易斷裂。者纖芯外面包遮圍著浩一層折森射率比纖芯焰低的玻璃封壁套，以使光易纖保持在纖距芯內(nèi)。再外樸面的是一層持薄的塑料外街套，用來保感護封套。光悉纖不受電磁勺干擾或噪聲骨影響。光斜纖有單模和均多模之分。缺纖芯的直徑棉是獲15~10燈0μm秧，而單模光恐纖纖芯的直詳徑為劍8~10μ恰m膠。光纖通?；辉墒彝饷嬗型鈿ふ鸨Ｗo。兵光導纖維的沸任務(wù)是將在留某一控制單呼發(fā)射器內(nèi)產(chǎn)土生的光波傳敲送到另一控蘿制單元的接肺收器。紛四、數(shù)據(jù)傳摧輸終端野1.終端電永阻略在數(shù)據(jù)總線燒的兩個末端越設(shè)有兩個終辮端電阻，其魯目的是防止街數(shù)據(jù)在終端套被反射，并超以回聲的形席式返回，數(shù)翻據(jù)在終端的指反射會影響潛數(shù)據(jù)的傳輸行。草堤2.負載電鴿阻筍所新型凍CAN困總線，將終底端電阻分布搶在各控制單坑元內(nèi)，形成茶分布式電阻往，稱為負載糧電阻。即發(fā)瞧動機控制單