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汽车电子学

汽车电子学. —— CAN-BUS 多路数据传输. 目录. 一、 CAN 总线简介 二、 CAN 技术规范与数据传输 三、 CAN 总线结构与主要芯片 四、 CAN 总线的应用 五、 CAN 总线应用前景. 一、 CAN 总线介绍. CAN （ Controller Area Network ）即控制器局域网， 最早由德国 BOSCH 公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。 它属于总线式串行通信网络。通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤， CAN 上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达 110 个。. CAN 总线特点. 多主方式工作

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Presentation Transcript

  1. 汽车电子学 ——CAN-BUS多路数据传输

  2. 目录 一、CAN总线简介 二、CAN技术规范与数据传输 三、CAN总线结构与主要芯片 四、CAN总线的应用 五、CAN总线应用前景

  3. 一、CAN总线介绍 CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。它属于总线式串行通信网络。通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。

  4. CAN总线特点 • 多主方式工作 • 节点信息分优先级，满足不同的实时要求 • 采用非破坏性仲裁技术 • 报文滤波 • 通信距离与通信速率 • 短帧结构 • CRC校验 • 节点错误后自关闭

  5. 二、CAN的分层结构

  6. LLC子层:为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由LLC子层接收的报文已被接收，并为恢复管理和通知过载提供信息。LLC子层:为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由LLC子层接收的报文已被接收，并为恢复管理和通知过载提供信息。 • MAC子层：主要是传送规则，亦即控制帧的结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。 • 物理层：是有关全部电气特性在不同节点间的实际传送。

  7. 报文传送 • 1.帧格式 规范中有两种不同的帧格式，不同之处在于每帧的标识符的长度不同:标准帧的标识符长度为11位，而扩展帧的长度则为29位。

  8. 2.帧类型 • 数据帧:数据帧将数据从发送器传送到接收器。 • 远程帧:总线单元发出远程帧，请求发送具有相同标识符的数据帧。 • 错误帧:任何节点检测到总线错误就发出错误帧。 • 超载帧:超载帧用以在先行的和后续的数据帧(或远程帧)之间提供一附加的延时。

  9. 3、帧结构

  10. 数据传输方式 • 某个控制单元发出一条信息后，CAN总线会将其传输给网络上的各个控制单元，而这些控制单元则会有选择的去接收，对于无用信息则不接收。

  11. 三、 CAN总线系统结构原理

  12. CAN总线 总线收发器 总线控制器 PC/微机处理器 系统 控制算法 节点结构 传感器/ 执行器接口

  13. CAN总线主要器件介绍 1.CAN控制器 CAN控制器有两种类型:一是独立的CAN总线通信控制器（SJA1000）;二是集成了CAN总线通信控制器的微处理器（P87C591） 2.CAN总线驱动器（收发器） 它提供了CAN控制器与物理总线之间的接口，提供对总线的差动发送和接受能力。

  14. CAN收发器 • TXD 发送数据输入 • GND 地 • Vcc 电源电压 • RXD 接收数据输出 • Vref 参考电压输出 • Rs斜率电阻输入 • CANL 低电平CAN电 压输入/输出端 • CANH 高电平CAN电压输入/输出端

  15. 总线终端 • 分离终端 • 多终端 • 单终端 • 非匹配终端 • 非终端支线电缆长度

  16. 四、CAN在汽车上的应用

  17. CAN总线在奥迪A4车上的应用 • 到目前为止，奥迪A4-B6上共应用了三条CAN总线:动力总线、舒适总线和信息娱乐总线。 • 1 .动力总线控制单元有发动机、组合仪表、变速器、ESP（包括ABS、EBV、EDS、ASR和BAS等）、气囊、转向柱控制单元。它的传输速率在整车电控系统中是最快的，一般为500kbit/s，最高可达1000kbits/s。CAN-HIGH，CAN-LOW不能进行单线传输。系统内各个控制单元之间采用中央线束连接，即星形接法。

  18. 2.舒适总线和信息娱乐总线 二者共同的特点： 1）传递信息的速率较低，均为100bits/s； 2）都可以单线运行； 3）有“睡眠模式”。为了省电和当总线中某控制单元出现故障时不致使蓄电池亏电，当系统处于睡眠模式时，CAN高线上的电压为0V，CAN低线上电压为12V。

  19. 五、CAN总线的应用前景 • CAN总线自诞生以来,以其独特的设计思想和良好的性能及高可靠性越来越受到工业界的重视.随着CAN技术的推广应用和CAN国际标准的制定,CAN技术为分布式控制系统或集散控制系统提供了一条新思路. • CAN总线不但能作为通用的测控网络,而且能将采用CAN总线的新一代智能仪表通过CAN总线与监测计算机互连.这也是工业控制领域的一个发展方向.相信随着CAN总线在我国的推广应用,我国的现场监控技术一定会提高到一个新水平.

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