《汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)及總線(xiàn)技術(shù)》習(xí)題（教師版）項(xiàng)目二車(chē)載CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解析任務(wù)一典型CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解析一、填空題（4分/題，共36分）1.CAN是汽車(chē)上應(yīng)用最多、最為普遍的一種總線(xiàn)技術(shù)，是汽車(chē)B類(lèi)和C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的主流總線(xiàn)。2.CAN總線(xiàn)采用雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，媒體訪(fǎng)問(wèn)方式為位仲裁，是一種多主總線(xiàn)。3.CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)系統(tǒng)由電控單元（ECU）、CAN數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)和CAN終端電阻組成。4.CAN總線(xiàn)電控單元由輸入電路、輸出電路、單片機(jī)、CAN控制器、光電隔離電路、CAN收發(fā)器組成。5.輸出電路將單片機(jī)輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的功率信號(hào)，因此輸出電路包括放大驅(qū)動(dòng)電路。6.單片機(jī)在工業(yè)控制技術(shù)中也常稱(chēng)為微控制器。目前，汽車(chē)電控單元使用的單片機(jī)是汽車(chē)專(zhuān)用增強(qiáng)型單片機(jī)。7.CAN構(gòu)件用于數(shù)據(jù)交換，它分為兩個(gè)區(qū)：一個(gè)是接收區(qū)，一個(gè)是發(fā)送區(qū)。8.收發(fā)器通過(guò)TX線(xiàn)（發(fā)送線(xiàn)）或RX線(xiàn)（接收線(xiàn)）與CAN構(gòu)件相連。9.收發(fā)器的TX線(xiàn)始終與總線(xiàn)耦合，兩者的耦合過(guò)程是通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。二、單選題（4分/題，共20分）1.當(dāng)通信距離小于40m時(shí)，CAN總線(xiàn)的傳輸速率可以達(dá)到（A）。A.1Mbit/sB.2Mbit/sC.3Mbit/sD.5Mbit/s2.CAN總線(xiàn)通信速率與其通信距離成反比，當(dāng)其通信距離達(dá)到10km時(shí)，其傳輸速率仍可以達(dá)到約（D）。A.1kbit/sB.2kbit/sC.3kbit/sD.5kbit/s3.理論上CAN總線(xiàn)可以連接無(wú)窮多個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際上受線(xiàn)路越長(zhǎng)、傳輸速率越低的限制，車(chē)載CAN總線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)(B)。A.幾十個(gè)B.上百個(gè)C.上千個(gè)D.上萬(wàn)個(gè)4.CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)是用以傳輸數(shù)據(jù)的雙向串行總線(xiàn)，大都采用具有較強(qiáng)抗干擾能力的(D)。A.CAN高位線(xiàn)B.CAN低位線(xiàn)C.雙向串行總線(xiàn)D.雙絞線(xiàn)5.CAN總線(xiàn)上能夠獨(dú)立完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換和測(cè)控任務(wù)的單元不包括(D)。A.發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元B.自動(dòng)變速器電控單元C.ABS電控單元D.非網(wǎng)絡(luò)電控單元三、判斷題（4分/題，共24分）1.CAN總線(xiàn)已經(jīng)成為主流車(chē)載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，廣泛應(yīng)用在各大主流車(chē)系，如大眾、奧迪、奔馳、寶馬、雪鐵龍、通用、日產(chǎn)、豐田、本田等。（√）2.CAN總線(xiàn)為事件觸發(fā)的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，其總線(xiàn)仲裁方式采用基于優(yōu)先級(jí)的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)沖突檢測(cè)法。（√）3.CAN總線(xiàn)可以連接無(wú)窮多個(gè)節(jié)點(diǎn)，不受線(xiàn)路和傳輸速率的限制。（×）4.CAN總線(xiàn)上的電控單元與非網(wǎng)絡(luò)電控單元一樣，不需要對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（×）5.因?yàn)榇蟛糠謭?zhí)行器是模擬執(zhí)行器，所以首先要將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路（D/A轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。（√）6.以光為媒介傳送信號(hào)，對(duì)輸入和輸出電路進(jìn)行電氣隔離，因而能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾，有響應(yīng)速度較快、壽命長(zhǎng)、體積小、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。（√）四、簡(jiǎn)答題（4分/題，共20分）1.請(qǐng)您仔細(xì)思考CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將下表補(bǔ)充完整。編號(hào)特點(diǎn)內(nèi)容1多主控制2消息的發(fā)送3系統(tǒng)的柔軟性4高速度和遠(yuǎn)距離5遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求6錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤通知、錯(cuò)誤恢復(fù)功能參考答案：編號(hào)特點(diǎn)內(nèi)容1多主控制多主控制是指在總線(xiàn)空閑時(shí)，所有的單元都可以開(kāi)始發(fā)送消息，最先訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)的單元可獲得發(fā)送權(quán)，多個(gè)單元同時(shí)開(kāi)始發(fā)送時(shí)，發(fā)送高優(yōu)先級(jí)ID（標(biāo)識(shí)符）消息的單元可獲得發(fā)送權(quán)。2消息的發(fā)送在CAN協(xié)議中，所有的消息都以固定的格式發(fā)送。總線(xiàn)空閑時(shí)，所有與總線(xiàn)相連的單元都可以開(kāi)始發(fā)送新消息。兩個(gè)以上的單元同時(shí)開(kāi)始發(fā)送消息時(shí)，根據(jù)ID決定優(yōu)先級(jí)。3系統(tǒng)的柔軟性與總線(xiàn)相連的單元沒(méi)有類(lèi)似于"地址"的信息，因此在總線(xiàn)上增加單元時(shí)，連接在總線(xiàn)上的其他單元的軟硬件及應(yīng)用層都不需要改變。4高速度和遠(yuǎn)距離當(dāng)通信距離小于40m時(shí)，CAN總線(xiàn)的傳輸速率可以達(dá)到1Mbit/s。通信速率與其通信距離成反比，當(dāng)其通信距離達(dá)到10km時(shí)，其傳輸速率仍可以達(dá)到約5kbit/s。5遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求可通過(guò)發(fā)送“遙控幀”請(qǐng)求其他單元發(fā)送數(shù)據(jù)。6錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤通知、錯(cuò)誤恢復(fù)功能錯(cuò)誤檢測(cè)功能是指所有的單元都可以檢測(cè)錯(cuò)誤；錯(cuò)誤通知功能是指正在發(fā)送消息的單元一旦檢測(cè)出錯(cuò)誤，會(huì)強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前的發(fā)送，并立即同時(shí)通知其他所有單元；錯(cuò)誤恢復(fù)功能是指強(qiáng)制結(jié)束發(fā)送的單元會(huì)不斷反復(fù)地重新發(fā)送此消息，直到成功發(fā)送為止。2.根據(jù)對(duì)CAN控制器的理解，您知道CAN控制器的各部分組成及功能內(nèi)容有哪些嗎？請(qǐng)將以下表格補(bǔ)充完整。組成功能接口管理邏輯電路發(fā)送緩沖器驗(yàn)收過(guò)濾器接收緩沖器CAN核心模塊參考答案：組成功能接口管理邏輯電路解釋來(lái)自單片機(jī)的命令，控制內(nèi)部尋址，向單片機(jī)提供中斷信息和狀態(tài)信息。管理發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；發(fā)送緩沖器儲(chǔ)存并緩沖發(fā)送到CAN總線(xiàn)上的完整報(bào)文；驗(yàn)收過(guò)濾器將接收到的標(biāo)識(shí)符和內(nèi)設(shè)寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行比較，以決定是否接收整個(gè)報(bào)文。如果比較的結(jié)果為真，則報(bào)文被采用；接收緩沖器儲(chǔ)存和緩沖從驗(yàn)收過(guò)濾器向CPU傳送的報(bào)文；CAN核心模塊按CAN通信協(xié)議，控制發(fā)送緩沖器和CAN總線(xiàn)之間的數(shù)據(jù)流，對(duì)CAN總線(xiàn)上的信號(hào)進(jìn)行仲裁、填充、錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤處理等。3.在CAN總線(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成中，電控單元是其重要的組成部分，請(qǐng)您簡(jiǎn)述電控單元的定義與組成。參考答案：CAN總線(xiàn)連接的電控單元又稱(chēng)CAN總線(xiàn)上的節(jié)點(diǎn)。理論上CAN總線(xiàn)可以連接無(wú)窮多個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際上受線(xiàn)路越長(zhǎng)、傳輸速率越低的限制，車(chē)載CAN總線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)上百個(gè)。CAN總線(xiàn)上的每個(gè)電控單元獨(dú)立完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換和測(cè)控任務(wù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、自動(dòng)變速器電控單元、ABS電控單元等。CAN總線(xiàn)上的電控單元與非網(wǎng)絡(luò)電控單元不同，非網(wǎng)絡(luò)電控單元不需要對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；而網(wǎng)絡(luò)上的電控單元之間需要數(shù)據(jù)交換，例如發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)除了控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工況需要外，還需要經(jīng)CAN總線(xiàn)傳輸給自動(dòng)變速器電控單元，供自動(dòng)變速器自動(dòng)換檔控制使用；反過(guò)來(lái)，自動(dòng)變速器的換檔信號(hào)也要經(jīng)CAN總線(xiàn)傳輸給電控單元，使發(fā)動(dòng)機(jī)的工況適合自動(dòng)變速器的換檔要求。4.請(qǐng)您根據(jù)對(duì)CAN總線(xiàn)電控單元的原理認(rèn)知，列舉輸入電路和輸出電路的工作原理。參考答案：（1）輸入電路輸入電路用來(lái)接收來(lái)自傳感器和控制開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)，并將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可接收的數(shù)字信號(hào)。如果輸入信號(hào)是模擬信號(hào)，那么輸入電路里還含有模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路（A/D轉(zhuǎn)換），將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)。如冷卻液溫度傳感器的信號(hào)是模擬信號(hào)，需經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。（2）輸出電路輸出電路將單片機(jī)輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的功率信號(hào)，因此輸出電路包括放大驅(qū)動(dòng)電路。因?yàn)榇蟛糠謭?zhí)行器是模擬執(zhí)行器，所以首先要將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路（D/A轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。5.在汽車(chē)中，從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)到安全系統(tǒng)以及舒適性能系統(tǒng)都使用到CAN總線(xiàn)。您知道什么是CAN總線(xiàn)嗎？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)您對(duì)它的理解。參考答案：CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)的英文縮寫(xiě)，是ISO國(guó)際