CAN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理分析新能源汽車總線系統(tǒng)檢修課件

CAN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理分析《新能源汽車總線系統(tǒng)檢修》課程智能交通學(xué)院新能源汽車總線課程組傳統(tǒng)信號傳遞（一線一用的專線制）傳統(tǒng)布線線束復(fù)雜導(dǎo)入：汽車總線的產(chǎn)生011.傳統(tǒng)信號傳遞方式導(dǎo)入：汽車總線的產(chǎn)生022.總線信號傳遞方式總線信號傳遞（一線多用制）總線布線線束簡化一、汽車總線的優(yōu)點及發(fā)展1.采用總線技術(shù)優(yōu)點WithoutCANCAN車門控制：45根線，9個插頭

采用總線技術(shù)總線控制：17根線，2個插頭采用總線的優(yōu)點：減少線束，節(jié)省空間，降低成本，資源共享，增加可靠性、增大開發(fā)余地、減少裝配時間舉例：01一、汽車總線的優(yōu)點及發(fā)展2.汽車總線的發(fā)展趨勢——Telematics技術(shù)02二、汽車總線常用術(shù)語011.數(shù)據(jù)總線——“公共汽車”二、汽車總線常用術(shù)語022.節(jié)點/模塊二、汽車總線常用術(shù)語022.節(jié)點/模塊—與電控系統(tǒng)的區(qū)別傳統(tǒng)ECU執(zhí)行器傳感器傳統(tǒng)ECU執(zhí)行器傳感器傳統(tǒng)ECU執(zhí)行器傳感器數(shù)據(jù)傳輸線傳感器節(jié)點節(jié)點2節(jié)點n......控制單元總線輔助裝置總線接口電路總線接口電路總線接口電路節(jié)點1執(zhí)行器節(jié)點區(qū)別0102020203節(jié)點中可以只有傳感器或者執(zhí)行器節(jié)點中的控制單元上多了總線接口電路節(jié)點中的各傳感器和執(zhí)行器可以分屬于不同的控制系統(tǒng)無關(guān)有關(guān)二、汽車總線常用術(shù)語022.節(jié)點/模塊—構(gòu)成原則控制單元控制單元傳感器控制單元執(zhí)行器傳感器節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點n......同一現(xiàn)場原則實時性原則EXP：發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器與發(fā)動機(jī)ECU放在同一個節(jié)點滿足信號實時性要求

EXP1：奔弛W220的左前轉(zhuǎn)向燈和左前大燈都連接在左前SAM控制單元上就近連接

執(zhí)行器傳感器執(zhí)行器EXP2：大眾轎車轉(zhuǎn)向柱節(jié)點上包括了轉(zhuǎn)向柱附近的所有開關(guān)數(shù)據(jù)傳輸線控制單元總線輔助裝置發(fā)動機(jī)控制單元傳感器左前SAM減少線束，簡化布線三、汽車總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)011.總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信速率較高，可靠性好；適合傳輸距離較短、節(jié)點數(shù)不多的系統(tǒng)三、汽車總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)022.星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靠性低，結(jié)構(gòu)簡單，通信數(shù)據(jù)量較少，中央節(jié)點負(fù)載重，擴(kuò)充困難，線路利用率低三、汽車總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)033.環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靠性最差，傳輸實時性好、傳輸數(shù)據(jù)量大及抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單；網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充時要重新調(diào)整整個網(wǎng)絡(luò)的排序四、汽車總線的分類五、CAN總線系統(tǒng)的組成011.總體構(gòu)成可掛110個節(jié)點節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點n···CAN-H

CAN-L

CAN-BUSRTRT終端電阻CAN—ControllerAreaNetwork，即控制器局域網(wǎng)絞距為20mm，橫截面積為0.35mm2或0.5mm2CAN總線（雙線）—“高速公路”雙向、串行終端電阻——防止產(chǎn)生反射波五、CAN總線系統(tǒng)的組成022.CAN節(jié)點組成微控制器（單片機(jī)）—“大管家”（1）初始化、讀/寫CAN控制器（2）接收數(shù)據(jù)、運算、輸出控制指令CAN控制器—“智能郵箱(存儲器)”（1）CAN通訊的控制單元（2）供單片機(jī)存、取數(shù)據(jù)；（3）驗收濾波（4）數(shù)據(jù)的打包、解包CAN收發(fā)器—“轉(zhuǎn)換器”（1）數(shù)字信號←→電壓信號（2）邊說邊聽（發(fā)送的同時接收），（3）總線仲裁（總線使用權(quán)的競爭）控制單元六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換011.總線電壓信號到邏輯信號的轉(zhuǎn)換差分電壓——CAN-H數(shù)據(jù)線和CAN-L數(shù)據(jù)線的對地電壓的差值，即Vdiff=VCAN-H-VCAN-L六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換011.總線電壓信號到邏輯信號的轉(zhuǎn)換兩條線上的電壓和總等于5V0.9V＜Vdiff＜5.0V：邏輯信號0（顯性）-5V＜Vdiff＜0.5V

：邏輯信號1（隱性）差分電壓Vdiff與邏輯信號之間符合負(fù)邏輯關(guān)系六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換022.邏輯信號到總線電壓信號的轉(zhuǎn)換數(shù)字信號單線電壓信號？等效+5V總線六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換022.邏輯信號到總線電壓信號的轉(zhuǎn)換+5V總線01飽和導(dǎo)通節(jié)點送“0”即TX送“0”，三極管飽和導(dǎo)通，開關(guān)閉合，總線電壓為0V（傳輸“0”信號）A0V六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換022.邏輯信號到總線電壓信號的轉(zhuǎn)換多個節(jié)點同時往總線上發(fā)送“0”、“1”時，總線上傳輸信號是什么？+5V總線10截止節(jié)點送“1”即TX送“1”，三極管截止，開關(guān)斷開，總線電壓為5V（傳輸“1”信號）A5V六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換033.CAN總線的“邏輯與”多個節(jié)點同時往總線上發(fā)送“1”信號時，總線上傳輸?shù)男盘枮椤?”“1”“1”“1”總線電壓5V，即“1”六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換033.CAN總線的“邏輯與”多個節(jié)點同時往總線上發(fā)送“0”信號時，總線上傳輸?shù)男盘枮椤?”“0”“0”“0”總線電壓0V，即“0”六、CAN總線的信號轉(zhuǎn)換033.CAN總線的“邏輯與”多個節(jié)點同時往總線上發(fā)送的信號有的為“1”、有的為“0”時，則總線上傳輸?shù)男盘枮椤?”“1”“1”“0”總線電壓0V，即“0”多個節(jié)點同時往總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是這些數(shù)據(jù)的“邏輯與”值舉例：節(jié)點A發(fā)送數(shù)據(jù):0節(jié)點B發(fā)送數(shù)據(jù)：1

0—顯性位1—隱性位總線上顯示數(shù)據(jù)：0七、CAN總線的幀類型CAN以報文為單位進(jìn)行信息傳送，CAN中一個報文稱一幀用來請求總線上某個節(jié)點發(fā)送具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀由檢測出總線錯誤的單元發(fā)送，任何單元檢測到總線錯誤時就發(fā)送錯誤幀用在相鄰數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間提供附加延時，由CAN節(jié)點自動發(fā)送攜帶數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)從發(fā)送器（發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點）傳送到接收器數(shù)據(jù)幀（dataframe）遠(yuǎn)程幀(remotoframe)錯誤幀(errorframe)超載幀(overleadframe)幀類型七、CAN總線的幀類型01數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀（7個域）1個顯性位“0”，標(biāo)志著數(shù)據(jù)幀的開始包括標(biāo)識符（ID）和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位（RTR），確定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級并表明數(shù)據(jù)的含義（從高位發(fā)送）由數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送數(shù)據(jù)組成。它可以為0～8個字節(jié)，每字節(jié)包含了8個位（從低位開始發(fā)送）15位CRC序列，其后是CRC界定符“1”7個隱性位“1”組成，標(biāo)志幀的結(jié)束Value包括數(shù)據(jù)長度代碼（4位）和兩個作為擴(kuò)展用的保留位。數(shù)據(jù)長度代碼指明數(shù)據(jù)場中字節(jié)數(shù)包含應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符2位（幀內(nèi)應(yīng)答）七、CAN總線的幀類型02遠(yuǎn)程幀主動發(fā)送請求發(fā)送

A發(fā)送請求信號B

遠(yuǎn)程幀數(shù)據(jù)幀用來請求總線上某個節(jié)點發(fā)送具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀遠(yuǎn)程幀仲裁域的RTR位為顯性位（即“0”）仲裁域的RTR位為隱性位（即“1”）有數(shù)據(jù)域、共7個域無數(shù)據(jù)域、共6個域數(shù)據(jù)長度編碼表示數(shù)據(jù)域長度數(shù)據(jù)長度編碼表示請