CAN總線培訓講義PPT課件

1、第1頁/共29頁目目 錄錄nCAN總線簡介3n總線控制系統(tǒng)介紹 5nMultibus系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)7nMultibus系統(tǒng)的優(yōu)點 9nMultibus系統(tǒng)模塊及規(guī)范 17n故障診斷與排除 25n歐科佳技術(shù)支持 28第2頁/共29頁CAN 總線簡介總線簡介 19831983年，德國博世公司首先提出了用于汽車的控制器局域網(wǎng)年，德國博世公司首先提出了用于汽車的控制器局域網(wǎng)( (CAN-Controller Area Network)CAN-Controller Area Network)協(xié)議的構(gòu)想。到今天協(xié)議的構(gòu)想。到今天CANCAN總線已經(jīng)成為總線已經(jīng)成為國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線并已被采用為國際標準

2、國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線并已被采用為國際標準( (ISO11898)ISO11898)。 CAN CAN總線是一種多主機方式的串行通訊總線，總線是一種多主機方式的串行通訊總線，由于采用了許多由于采用了許多新技術(shù)和獨特的設計思想，與同類產(chǎn)品相比，新技術(shù)和獨特的設計思想，與同類產(chǎn)品相比， CAN CAN 總線在數(shù)據(jù)通總線在數(shù)據(jù)通信方面具有信方面具有高速、實時、可靠和靈活的優(yōu)點。通過高速、實時、可靠和靈活的優(yōu)點。通過CANCAN總線可以實現(xiàn)電總線可以實現(xiàn)電子設備之間的數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)共享，達到對整車電氣控制系統(tǒng)智能化管子設備之間的數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)共享，達到對整車電氣控制系統(tǒng)智能化管理的目標。作為一種技

3、術(shù)先進、可靠性高、功能完善、成本合理的網(wǎng)絡理的目標。作為一種技術(shù)先進、可靠性高、功能完善、成本合理的網(wǎng)絡通訊控制方式，通訊控制方式，CANCAN總線標準已被廣泛應用于車載局域網(wǎng)總線標準已被廣泛應用于車載局域網(wǎng)。第3頁/共29頁n實時控制n高速：最高可達1Mbits/s (典型應用 250Kbits/s)n強抗干擾能力n配置靈活n成本合理n物理層：帶120歐姆終端電阻的雙絞線 (典型長度 25m) n數(shù)據(jù)格式： ID+DATA+CRC+ACK最大5V 2VCAN 總線簡介總線簡介第4頁/共29頁電池電池+電池電池+ 傳統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)基本原理傳統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)基本原理什么是總線控制系統(tǒng)什么是總線控制系統(tǒng)

4、 ? ?電池電池+電子控制單元電子控制單元負載負載負載負載負載負載X 米米Y 米米Z 米米接插件第5頁/共29頁 總線控制系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)基本原理總線控制系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)基本原理什么是總線控制系統(tǒng)什么是總線控制系統(tǒng) ? ?電池電池+負載負載負載負載負載負載電子電子控制控制單元單元1X 米米接插件通訊網(wǎng)絡通訊網(wǎng)絡電池電池+電池電池+電池電池+電子電子控制控制單元單元2第6頁/共29頁發(fā)動機發(fā)動機ECUABS/ASRECAS緩速器緩速器內(nèi)部內(nèi)部CAN總線總線 系統(tǒng)系統(tǒng)SAE J1939 (V-CAN)IOU B1IOU B2IOU B3IOU B4MULTIBUS 內(nèi)部內(nèi)部 CAN 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)( I

5、SO 11898)動力總成動力總成底盤底盤 & & 車身車身客車應用中客車應用中MULTIBUS系統(tǒng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)導航系統(tǒng)導航系統(tǒng)視聽系統(tǒng)視聽系統(tǒng)倒車視頻系統(tǒng)倒車視頻系統(tǒng)ISO 11898 CAN 總線總線, J1708, 視聽信號視聽信號,. 舒適性舒適性MULTIC第7頁/共29頁客車應用中客車應用中MULTIBUS系統(tǒng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)第8頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點n簡化設計工作 = 節(jié)省時間，更快地對市場作出反應n簡化車輛的維護工作 = 降低售后服務成本n智能化系統(tǒng) = 實現(xiàn)設備間的數(shù)據(jù)通訊，提供更高級的功能n替代繼電器和熔斷器，減少元器件數(shù)量

6、= 提高可靠性n簡化線束 = 提高可靠性，降低成本 為什么使用總線控制系統(tǒng)為什么使用總線控制系統(tǒng) ? ? 第9頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點n簡化設計工作 = 節(jié)省時間，更快地對市場作出反應 在客車制造中出現(xiàn)越來越多的客戶定制功能，并且有些 功能相當復雜。應用傳統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)，為滿足這些要求 可能會有大量的工作，設計新的線束，開發(fā)或購買專用 的電器設備等，造成交貨不及時；總線控制系統(tǒng)可以極 大的改善這一狀況，模塊的智能化，可以通過軟件編程， 方便的實現(xiàn)特殊功能，縮短生產(chǎn)時間，及時滿足客戶需 求。 為什么使用總線控制系統(tǒng)為什么使用總線控制系統(tǒng) ? ? 第10頁/共29頁MULT

7、IBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點n簡化車輛的維護工作 = 降低售后服務成本應用總線控制系統(tǒng)可以通過屏幕方便的檢測設備 的故障，甚至記錄偶爾發(fā)生的故障。應用J1939/J1708協(xié)議對其它ECM進行故障診斷， 診斷結(jié)果可以顯示在屏幕上，從而省去診斷設備。 為什么使用總線控制系統(tǒng)為什么使用總線控制系統(tǒng) ? ? 第11頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點診斷界面：車輛上各類燈故障：車輛上其它設備故障：信號沒有輸入（輸入端）模塊沒有輸出（輸出端）：信號已輸入（輸入端）模塊已輸出（輸出端）：傳感器故障（輸入端）負載故障（輸出端）次數(shù)：故障的累計次數(shù)接口：接插件編號和相應的端子號第12頁/共2

8、9頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點n智能化系統(tǒng) = 通過CAN總線實現(xiàn)設備間的數(shù)據(jù)通訊，提供更高級的功能方便獲取發(fā)動機，變速箱，電子緩速器的信息方便實現(xiàn)復雜控制功能，減少設備，簡化線束可以與CAN總線設備連接提供系統(tǒng)狀態(tài)顯示 為什么使用總線控制系統(tǒng)為什么使用總線控制系統(tǒng) ? ? 第13頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點通過J1939獲取的發(fā)動機和變速箱信息Applies to: CAT 3126E and Allison WT / 2000FramePGNNameByteTX/RXEnglish UnitsMetric UnitsEngine Hours65,255 (

9、00FEE7)Total engine hours1,2,3,4RQHHCruise Control/Vehicle Speed65,265 (00FEF1)Wheel-based vehicle speed2,3RXMPHkm/HCruise Control/Vehicle Speed65,265 (00FEF1)Cruise Control state7 b 8to6RX DM165,226 (00FECA)Malfunction lamp1 b 8&7RX EEC161,444 (00F004)Engine speed4,5RXRPMRPMEEC261,443 (00F003)Perce

10、nt load3RX%Engine Fluid Level/Pressure65,263 (00FEEF)Engine oil pressure4RXPSIKPaEngine Fluid Level/Pressure65,263 (00FEEF)Engine coolant level8RX%Engine Temperature65,262 (00FEEE)Engine coolant temp.1 RXFC第14頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點n替代繼電器和熔斷器，減少元器件數(shù)量 = 提高可靠性可以接收邏輯信號，模擬信號和脈沖信號可以全、半橋輸出和脈寬調(diào)制輸出具有短路，斷路

11、和過載保護功能模塊智能化，通過軟件編程實現(xiàn)復雜功能組合靈活，滿足不同要求 為什么使用總線控制系統(tǒng)為什么使用總線控制系統(tǒng) ? ? 第15頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點n簡化線束 = 提高可靠性，降低成本總線通訊，減少線束配置靈活，增減設備時線束設計簡化維護方便，故障檢測更容易 為什么使用總線控制系統(tǒng)為什么使用總線控制系統(tǒng) ? ? 第16頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)組成模塊系統(tǒng)組成模塊MULTIC儀表控制單元儀表控制單元n控制系統(tǒng)的核心單元，分析處理各種信息，發(fā)出指令，協(xié)控制系統(tǒng)的核心單元，分析處理各種信息，發(fā)出指令，協(xié)調(diào)汽車各控制單元及電器設備的工作。調(diào)汽車各控制單元及

12、電器設備的工作。n步進電機驅(qū)動數(shù)字化指針式儀表步進電機驅(qū)動數(shù)字化指針式儀表nTFT彩色液晶顯示器彩色液晶顯示器n可作為倒車、車內(nèi)監(jiān)視器可作為倒車、車內(nèi)監(jiān)視器n高亮高亮LED符號片和儀表背光符號片和儀表背光n接收開關(guān)控制信號接收開關(guān)控制信號n采集模擬信號和脈沖信號采集模擬信號和脈沖信號n小功率負載輸出小功率負載輸出n與計算機連接進行程序下載，系統(tǒng)診斷與計算機連接進行程序下載，系統(tǒng)診斷第17頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)組成模塊系統(tǒng)組成模塊MULTIC儀表控制單元儀表控制單元正常液晶顯示器畫面正常液晶顯示器畫面第18頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)組成模塊系統(tǒng)組成模塊IOU輸入輸出控制單元輸

13、入輸出控制單元n接收開關(guān)控制信號接收開關(guān)控制信號n采集模擬信號和脈沖信號采集模擬信號和脈沖信號n不同輸出功率，適合驅(qū)動各種設備不同輸出功率，適合驅(qū)動各種設備n全橋、半橋或全橋、半橋或PWM輸出輸出n負載電流測量負載電流測量n安全模式輸出安全模式輸出n即插即用即插即用第19頁/共29頁n電氣特性n工作電壓工作電壓 : 9 32V n起動沖擊電壓起動沖擊電壓 : 36V 少于少于 5 分鐘分鐘n每個接插件的管腳都具有對地或者對電源的短路保護每個接插件的管腳都具有對地或者對電源的短路保護n電源輸入端具有正負極反接保護電源輸入端具有正負極反接保護n溫度特性n工作溫度工作溫度 : - 40oC + 70

14、oCn儲藏溫度儲藏溫度 : - 40oC + 85oCn在在38oC環(huán)境溫度及環(huán)境溫度及98% 濕度下可以存放濕度下可以存放8小時小時n機械特性n防護等級防護等級 : IP65 (所有的接插件都已插好所有的接插件都已插好)n抗振動抗振動 (正弦模式下正弦模式下) : 5g 從從 10Hz 到到 300 Hz (3個方向下個方向下15小時小時) n抗振動抗振動 (隨機模式下隨機模式下) : 5Hz-500Hz, 0.2g/Hzn未包裝的抗摔性能未包裝的抗摔性能 (依據(jù)依據(jù) SAE J1455) : 物體的物體的3個彼此垂直的表面從一米高的地方摔到地面上。個彼此垂直的表面從一米高的地方摔到地面上。

15、 (共共摔摔3次次)n包裝好的抗摔性能包裝好的抗摔性能 (依據(jù)依據(jù) SAE J1455) : 不超過公斤的包裹從不超過公斤的包裹從76CM高處摔下。高處摔下。 包裹的各個部位都進包裹的各個部位都進行過測試。行過測試。n抗腐蝕抗腐蝕 : NFX 41 002 標準標準 5% NaCl 情況下可存放情況下可存放96小時。小時。 MULTIBUS 應用應用規(guī)范規(guī)范第20頁/共29頁n輻射n導通的導通的 RF 輻射輻射 NB 和和 BB : 150KHz 108 MHz，電源線限制在，電源線限制在 93dBV 36 dBV 范圍內(nèi)范圍內(nèi)n輻射輻射: 30 MHz 960 MHz，限制在，限制在 76d

16、B 24 dBV/m范圍內(nèi)范圍內(nèi)nEMC/EMI 抗擾度n在電源線及電源輸入端子上的電氣干擾在電源線及電源輸入端子上的電氣干擾 :n脈沖脈沖 1 : - 300V; Ri=10; td=2msn脈沖脈沖 n脈沖脈沖 n脈沖脈沖 4 : Vs= - 5V; t6 = 50ms; t8 =10s (接合起動機接合起動機)n脈沖脈沖 5 : +120V; Ri=2.2; td=220ms (負載傾卸負載傾卸)n靜電釋放n通過通過 2 k電阻和電阻和330 pF電容直接從殼體上釋放電容直接從殼體上釋放 : 4 kV n通過通過 2 k電阻和電阻和330 pF電容直接從接插件上釋放電容直接從接插件上釋放

17、 : 2 kV n通過通過 2 k電阻和電阻和330 pF電容在空氣中釋放電容在空氣中釋放 : 8 kVn線束上線束上(第四部分第四部分)的大電流注入的大電流注入 (BCI) : 60 mA 在在 1MHz 400 MHz范圍內(nèi)范圍內(nèi)n輻射電磁場區(qū)域輻射電磁場區(qū)域 : 50 V/m 在在 27 MHz 900 MHz范圍內(nèi)范圍內(nèi)MULTIBUS 應用應用規(guī)范規(guī)范第21頁/共29頁 Multibus 系統(tǒng)具有強大的軟件配置功能，每個負載的功能是通系統(tǒng)具有強大的軟件配置功能，每個負載的功能是通 過軟件編程來確定并實現(xiàn)的，可根據(jù)客戶需求更改現(xiàn)有的控制過軟件編程來確定并實現(xiàn)的，可根據(jù)客戶需求更改現(xiàn)有的

18、控制 功能或增加新的控制功能，只需通過軟件編程即可靈活實現(xiàn)，功能或增加新的控制功能，只需通過軟件編程即可靈活實現(xiàn)， 非常方便。非常方便。MULTIBUS 開發(fā)工具開發(fā)工具 第22頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)相關(guān)文件系統(tǒng)相關(guān)文件n電氣示意框圖n CAN 總線和電源示意圖總線和電源示意圖n 模塊連接示意圖模塊連接示意圖n 注意事項注意事項第23頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)相關(guān)文件系統(tǒng)相關(guān)文件n功能說明n詳細闡述系統(tǒng)中每個負載的邏輯功能詳細闡述系統(tǒng)中每個負載的邏輯功能第24頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)故障與排除系統(tǒng)故障與排除 MULTIBUS系統(tǒng)具有自診斷功能，可以實時對各控制單元的工作狀態(tài)進行監(jiān)控檢測，可以實現(xiàn)對電氣負載的短路、斷路檢測。如果發(fā)生故障，實時顯示報警信息，幫助駕駛員或維修人員及時排除故障，保證車輛的行使安全。 MULTIBUS系統(tǒng)中故障主要為兩類：電氣負載故障和控制單元故障。 第25頁/共29頁MULTIBUS 系統(tǒng)故障與排除系統(tǒng)故障與排除 電氣負載故障主要是車輛上的電氣負載設備發(fā)生故障或者連接電氣負載設備的線路發(fā)生故障，比如各類燈光負載發(fā)生短路、斷路，傳感器或電氣設備損壞。對于這類故障的判斷和排除，可以參照以下方法進行： 第26頁/共29頁MULT