1、CAN計(jì)算機(jī)總線(CAN BUS)，第4課，巴士技術(shù)和應(yīng)用程序，CAN通信技術(shù)概述，控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)是控制器局域網(wǎng)。高性能、可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)使CAN受到越來越多的關(guān)注。國外已經(jīng)有很多大公司的產(chǎn)品采用了牙齒技術(shù)。CAN最初是德國的BOSCH為汽車監(jiān)控、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)代汽車越來越多地采用引擎定時(shí)、加油控制、加速、制動(dòng)控制(ASC)、復(fù)雜鎖定制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)等電子設(shè)備控制。這種控制需要檢測和交換大量數(shù)據(jù)，因此使用硬信號線的方法既麻煩、昂貴，也難以解決問題，因此使用CAN總線可以很好地解決這些問題。1993年CAN成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(高速應(yīng)用程序)和ISO11519(低速應(yīng)用

2、程序)。CAN的規(guī)格已從CAN 1.2規(guī)格(標(biāo)準(zhǔn)格式)發(fā)展到與CAN 1.2規(guī)格相容的CAN2.0規(guī)格(CAN2.0A為標(biāo)準(zhǔn)格式，CAN2.0B為延伸格式)，目前適用的CAN零件大部分都符合CAN2.0規(guī)格。CAN巴士特性、CAN總線是集成CAN協(xié)議物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能的串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它執(zhí)行通信數(shù)據(jù)的幀處理，包括位填充、塊編碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)、優(yōu)先級確定等任務(wù)。CAN巴士功能包括：(1)可以以多主方式運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)可以在沒有主從的情況下隨時(shí)主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。通信方式靈活。(2)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)(信息)可以劃分為不同的優(yōu)先級，以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。(3)使用無中斷位仲裁巴

3、士結(jié)構(gòu)機(jī)制，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級較低的節(jié)點(diǎn)可以主動(dòng)停止數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)先級較高的節(jié)點(diǎn)不受影響，繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。(4)可以通過點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)到點(diǎn)(組)和全局廣播的多種傳輸方法接收數(shù)據(jù)。(5)直接通信距離可達(dá)10公里(5Kbps以下)。(6)通信速度高達(dá)1MB/s(當(dāng)前最大40米)。(7)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際上達(dá)到110個(gè)。(8)使用每個(gè)幀有8個(gè)有效字節(jié)的短幀結(jié)構(gòu)。(9)每個(gè)幀信息都有CRC檢查和其他錯(cuò)誤檢測措施，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率很低。(10)通信介質(zhì)可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖，一般使用低成本雙絞線，沒有特殊要求。(11)節(jié)點(diǎn)在嚴(yán)重錯(cuò)誤情況下自動(dòng)終止總線，斷開與總線的連接，以免影響總線上的其他操作。

4、CAN的發(fā)展背景和應(yīng)用情況，以及CAN的起源現(xiàn)代社會對汽車的要求越來越高。這些要求包括非常高的字典安全性和手動(dòng)安全性。乘車的舒適駕駛和使用的便利和人性化；特別是低排放、低燃料消耗要求等。在汽車設(shè)計(jì)中使用微處理器和電子控制技術(shù)是滿足這些要求的最佳方法，并得到廣泛應(yīng)用。目前，這些系統(tǒng)包括防御系統(tǒng)(ABS)、制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD)、引擎管理系統(tǒng)(EMS)、多功能數(shù)字設(shè)備、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播放器。汽車電子技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)：汽車電子控制技術(shù)從單一控制逐步發(fā)展到綜合控制(如點(diǎn)火時(shí)間、燃油噴射、怠速控制、排氣再循環(huán))。電子技術(shù)從引擎控制擴(kuò)展到汽車的各種組件，如制動(dòng)防抱死系

5、統(tǒng)、自動(dòng)變速系統(tǒng)、信息顯示器系統(tǒng)等。從汽車本身到外部社會環(huán)境的整合。現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的分類：個(gè)別控制系統(tǒng)：一個(gè)電子控制裝置(ECU)控制一個(gè)工作裝置或系統(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)：一個(gè)電子控制單元(ECU)同時(shí)控制多個(gè)工作單元或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)。比如汽車底盤控制系統(tǒng)?？刂破鱈AN系統(tǒng)(CAN巴士系統(tǒng)):多個(gè)電子控制單元(ECU)同時(shí)控制多個(gè)操作設(shè)備或系統(tǒng)，每個(gè)控制單元(ECU)中的孔劉信息通過總線徐璐傳送。具有中央控制裝置的車，具有中央控制裝置的車，具有中央控制裝置和總線系統(tǒng)的車，具有中央控制裝置的CAN驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，車輛網(wǎng)絡(luò)發(fā)電原因，電子技術(shù)發(fā)電-線束增線控

6、制系統(tǒng)(X-BY-wire)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，(1)汽車電子技術(shù)的發(fā)展汽車的電子設(shè)備越來越多粗線束和汽車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、重量成為越來越突出的問題，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)有冗馀傳感器。Vo l v o汽車近30年來隨著線束的增加，汽車網(wǎng)絡(luò)：總線將汽車中的各種電子設(shè)備和設(shè)備連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，共享徐璐信息。不僅可以減少線束，還可以更好地控制和調(diào)節(jié)汽車的各個(gè)系統(tǒng)，最大限度地提高汽車性能。汽車聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，簡化布線，簡化設(shè)計(jì)，節(jié)約銅，提高成本降低可靠性，提高服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)信息孔劉，提高汽車性能，滿足現(xiàn)代汽車

7、電子設(shè)備的各種功能，總之，使用汽車網(wǎng)絡(luò)不僅可以減少線束，還可以提高各控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。通過減少冗馀傳感器及其硬件和軟件配置，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間的資源共享，可以集中解決每個(gè)子系統(tǒng)的在線問題。Canbus的發(fā)展史，大眾公司于97年首次在PASSAT的舒適系統(tǒng)中采用62.5Kbit/m的傳輸速度。98年向PASSAT和GOLF驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)添加Canbus，傳輸速率為500Kbit/m。大眾在2000年在PASSAT和GOLF采用了帶網(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)，將舒適的系統(tǒng)Canbus提高到100Kbit/m，將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提高到500Kbit/m。2002年，

8、大眾集團(tuán)在新的PQ24平臺上使用了第三代Canbus，該平臺帶有車輛的網(wǎng)絡(luò)控制單元。2003年大眾集團(tuán)在新的PQ35平臺上使用了五重結(jié)構(gòu)的Canbus系統(tǒng)，單線LIN-BUS登場了。20世紀(jì)80年代，Bosch的工程師開始研究汽車中使用的串行總線系統(tǒng)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有完全滿足汽車工程要求的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。參加(威廉莎士比亞，美國電視電視劇)研究的有Mercedes-Benz公司、Intel公司和德國兩個(gè)大學(xué)教授。1986年，Bosch在英特爾(汽車工程師協(xié)會)會議上提出了CAN 1987年，英特爾推出了第一款CAN控制籌碼82526。接著，飛利浦半導(dǎo)體公司推出了82C200。1993年CAN的國際標(biāo)準(zhǔn)I

9、SO11898宣布，牙齒CAN協(xié)議廣泛用于各種自動(dòng)化控制領(lǐng)域。CAN技術(shù)的發(fā)展，1992年CAN in Automation(CIA)用戶組織成立后，開發(fā)了第一個(gè)CAN應(yīng)用程序?qū)印癈AL”牙齒。從1994年開始舉行了國際CAN學(xué)術(shù)研討會(ICC)。1994年，美國汽車工程師協(xié)會以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，歐洲生產(chǎn)的幾乎所有轎車都有CAN有牙齒。高級總線通過網(wǎng)關(guān)互連有兩套CAN牙齒。1999年，近6千萬個(gè)CAN控制器投入使用。2000年銷售了超過1億個(gè)CAN芯片。2001年汽車使用的CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)超過了1億個(gè)。但是轎車基于CAN的控制網(wǎng)到目前為止

10、仍然沒有各大企業(yè)自主體系的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?；贑AN的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用程序是兩種茄子常見應(yīng)用程序：DeviceNet(基于工廠的自動(dòng)化)和CANopen(用于機(jī)器控制的嵌入式應(yīng)用程序)。任何組織或個(gè)人都可以從ODVA(DeviceNet provider association)獲取DeviceNet規(guī)格。買方將獲得無限制免費(fèi)開發(fā)DeviceNet產(chǎn)品的許可。DeviceNet于2002年確立為中國國家標(biāo)準(zhǔn)后，在冶金、傳記、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山等各個(gè)行業(yè)成功應(yīng)用，其低成本和高可靠性已經(jīng)得到了廣泛承認(rèn)。基于CAN巴士的汽車傳記網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)前汽車的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要使用兩個(gè)CAN。也就是

11、以500kb/s的速度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速CAN。主要針對實(shí)時(shí)要求高的控制裝置(如發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)等車身系統(tǒng)中使用的另一種低速CAN，100kb/s速度)。主要用于車前燈、車門、車窗等的信號采集和反饋等車身控制。其特點(diǎn)是信號很多，但實(shí)時(shí)要求低，實(shí)施成本要求低。CAN巴士放置、結(jié)構(gòu)和基本功能，CAN巴士系統(tǒng)具有多個(gè)并行組件。為此，整個(gè)系統(tǒng)的部署必須滿足以下要求：可靠性高。傳輸故障(內(nèi)部或外部發(fā)生)必須正確識別。易于使用。如果其中一個(gè)控制單元發(fā)生故障，則剩下的系統(tǒng)必須盡可能保持現(xiàn)有功能以便交換信息。數(shù)據(jù)密度高。所有控制單元在瞬間的信息狀態(tài)都相同，因此兩種控制單元都可用。如果其中一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，連接到總線的

12、所有組件都會收到通知。快速資料傳輸：網(wǎng)絡(luò)連接組件之間的數(shù)據(jù)更換速度必須快，才能滿足實(shí)時(shí)需求?？紤]到CAN巴士放置、結(jié)構(gòu)和基本特性、信號重復(fù)率以及生成的數(shù)據(jù)量，CAN巴士系統(tǒng)分為三個(gè)專用系統(tǒng)、CAN驅(qū)動(dòng)巴士(高速)和500Kbit/s，以滿足實(shí)時(shí)需求。CAN舒適巴士(低速)，100 Kbit/s，可在時(shí)間要求不高的情況下使用。CAN“infotainment”(信息)巴士(低速)，100Kbit/s用于對時(shí)間的要求不高的情況。CAN-BUS系統(tǒng)組件：CAN收發(fā)器3360安裝在控制器內(nèi)部，具有發(fā)送和接收功能，將從控制器傳送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為傳記信號，然后發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸線。資料傳輸終端：防止在線端反射數(shù)據(jù)

13、的電阻，以回顯格式返回，影響數(shù)據(jù)傳輸。資料傳輸線：由行和行雙絞線組成的雙向數(shù)據(jù)線。Canbus控制器傳輸信息的線路通過開放電極連接到總線。Canbus收發(fā)器使用回路進(jìn)行控制，如圖所示。也就是說，控制單元在一段時(shí)間內(nèi)只能發(fā)送或接收一個(gè)功能。邏輯“1”:所有控制器上的交換機(jī)斷開。巴士級別為5 vor 3.5 v。Canbus未通信。邏輯“0”:控制器已關(guān)閉。巴士層級為0伏特。Canbus通信。Canbus收發(fā)器，因此巴士導(dǎo)線上顯示兩個(gè)茄子狀態(tài)：狀態(tài)1:阻塞狀態(tài)，電晶體阻塞(開關(guān)未組合)，被動(dòng)：巴士級別=1，電阻器高，狀態(tài)0:打開狀態(tài)，電晶體開(開關(guān)已連接)，活動(dòng)其他巴士規(guī)則所有開關(guān)都關(guān)閉，總線的電

14、壓為0v 2 .所有開關(guān)都斷了，總線的電壓為5v，因此1 .啟用任何控制器后，啟用巴士2。所有控制器均已關(guān)閉，總線未激活的總線稱為顯式電平。未激活的巴士水平稱為隱藏平面，CAN組件通過RX線驗(yàn)證總線是否處于活動(dòng)狀態(tài)(是否在交換其他信息)，并在必要時(shí)等待總線空閑。(1級(手動(dòng))總線空閑一段時(shí)間后，將發(fā)送引擎信息。Canbus使用雙絞線自驗(yàn)證結(jié)構(gòu)，防止電磁干擾對傳輸信息的影響和對外部世界的自干擾。系統(tǒng)配有兩條高低級別的數(shù)據(jù)線，控制器輸出信號同時(shí)發(fā)送到兩條通信線路，高低級別徐璐鏡像。此外，每個(gè)控制器增加了終端電阻，減少了資料傳輸時(shí)過度曹征的效果?；窘Y(jié)構(gòu)，原則上，CAN總線足夠用一條導(dǎo)線滿足功能要求

15、，但巴士系統(tǒng)配有第二條導(dǎo)線。在牙齒第二導(dǎo)線中，信號以相反的順序傳輸，可以有效地抑制外部干擾。CAN導(dǎo)線的特征，每個(gè)CAN系統(tǒng)的所有控制單元都并行連接到CAN數(shù)據(jù)總線。CAN數(shù)據(jù)總線的兩個(gè)導(dǎo)體分別稱為CAN-High和CAN-Low線。兩條雙絞線稱為雙絞線。雙絞線、CAN-High和CAN-Low線路(CAN驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)總線)、控制單元之間的數(shù)據(jù)交換是通過兩條可能是引擎速度、油箱高度、速度等的導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的。最新版本的CAN巴士系統(tǒng)被人工設(shè)置為五個(gè)不同的區(qū)域：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)、資訊系統(tǒng)、多功能儀表。，速度(Kbit/s):驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(在15號線激活):500；舒適系統(tǒng)(在30號線激活):100資訊系

16、統(tǒng)(在30號線激活):100；診斷系統(tǒng)(在30號線激活):500儀表系統(tǒng)(在15號線激活):100；Lin: 20最大負(fù)載：1000，基本配置，基本配置，Canbus總線的速度和標(biāo)識碼因網(wǎng)關(guān)區(qū)域而異，如果信號要從一條總線進(jìn)入另一個(gè)巴士區(qū)域，必須更改識別信號和速度，以便其他系統(tǒng)接受。牙齒操作是網(wǎng)關(guān)(網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)還具有更改信息優(yōu)先級的功能。在車輛碰撞的情況下，安全氣囊控制裝置在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)送非常高優(yōu)先級的負(fù)加速度傳感器信號，一旦轉(zhuǎn)移到舒適系統(tǒng)，網(wǎng)關(guān)就會降低優(yōu)先級。因?yàn)槭孢m的系統(tǒng)功能是只打開門和燈。(David aser，Northern Exposure(美國電視電視劇)，basic structu

17、re(基本結(jié)構(gòu))，diagnostic巴士診斷總線是診斷設(shè)備和相應(yīng)控制設(shè)備之間的信息交換，用于替代除廢氣處理控制器以外的原始K線或L善意功能。診斷總線當(dāng)前僅在VAS5051和VAS5052上運(yùn)行，不適用于現(xiàn)有診斷工具，如1552。診斷總線通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送到相應(yīng)的CANBUS，然后連接相應(yīng)的控制器以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。隨著診斷總線的使用，大眾集團(tuán)逐步淘汰控制器的K線內(nèi)存，使用CAN線作為診斷裝置和控制器之間的信息電纜，這稱為虛擬KK線。(David assell，Northern Exposure(美國電視電視劇)，診斷巴士，診斷巴士，診斷巴士，總線)，與針腳號相對應(yīng)的線束1 15號線4接地5接地6 CANBUS(高)7 kk線14 CANBUS(低)，如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、車輛使用診斷CANBUS巴士結(jié)構(gòu)，則診斷裝置(如VAS5051)必須使