《智能網(wǎng)聯(lián)汽車改裝與測試技術(shù)》CAN總線應用與調(diào)試

CAN總線

應用與調(diào)試ICVIntelligent&ConnectedVehicle1CAN總線概述CAN總線是一種用于降低汽車車載網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸所需導線數(shù)量的技術(shù)。它基于兩個ISO國際標準：ISO11898和ISO11519。ISO11898定義了高速CAN通信標準，支持通信速率在125kbps至1Mbps范圍內(nèi)。它是一種閉環(huán)總線，傳輸速率可達1Mbps，總線長度限制在40米以內(nèi)。ISO11519定義了低速CAN通信標準，支持通信速率在10kbps至125kbps范圍內(nèi)。它是一種開環(huán)總線，當傳輸速率為40kbps時，總線長度可達1000米。（1）CAN總線概念CAN總線采用多路傳遞方式，即各控制單元之間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進行交換。這種設計可以減少車身線路的數(shù)量，使汽車內(nèi)部的線束連接變得簡潔、清晰。1CAN總線概述CAN總線由CAN-H和CAN-L兩根線組成。當CAN_H和CAN_L電平非常接近甚至相等時，總線表現(xiàn)為隱性，邏輯信號表示為高電平（邏輯1）。當CAN_H和CAN_L電平差異較大時，總線表現(xiàn)為顯性，邏輯信號表示為低電平（邏輯0）。（1）CAN總線概念1CAN總線概述減輕整車自重。減少電線用量，耗銅量下降，整車自重得以降低（4%左右）。同時，全車線束變細，也為安裝其它新的部件預留了空間。降低生產(chǎn)成本。網(wǎng)絡技術(shù)所秉持的“信息共享、一線多能”也充分發(fā)揮了每一條電線的作用，現(xiàn)實了“物盡其用”。提高工作可靠性。電線數(shù)量的減少，整車電氣系統(tǒng)的工作可靠性得以提高。便于后續(xù)開發(fā)。隨著技術(shù)的不斷進步，新的電子控制系統(tǒng)可以很方便地融入到已有的系統(tǒng)之中，而不必對現(xiàn)有系統(tǒng)作太大的改動。（2）CAN總線優(yōu)勢2

CAN總線工作原理動力CAN總線的基本系統(tǒng)由多個控制單元和兩條數(shù)據(jù)線組成，控制單元內(nèi)部主要包括：終端電阻、CAN控制器、CAN收發(fā)器和數(shù)據(jù)傳遞終端。（1）動力CAN總線動力CAN總線系統(tǒng)采用雙絞線進行數(shù)據(jù)傳輸。這兩根導線中，一根稱為CAN-High導線，另一根導線稱為CAN-Low導線。CAN控制器的作用是接收控制單元中微處理器發(fā)出的數(shù)據(jù)，并處理傳遞給CAN收發(fā)器。同時，CAN控制器也接收收發(fā)器接收到的數(shù)據(jù)，并傳遞給微處理器進行處理和傳送。2

CAN總線工作原理（1）動力CAN總線收發(fā)器是發(fā)送器和接收器的組合，它將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號并通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去。同時，它也接收總線上的數(shù)據(jù)并將其傳遞給CAN控制器。在CAN總線上發(fā)送信息時，每個控制單元都能接收其他控制單元發(fā)送的信息，這種信息交換也被稱為廣播。2

CAN總線工作原理（1）動力CAN總線終端電阻是實際上的電阻器，其作用是防止數(shù)據(jù)傳輸終止時反射波反射回來破壞數(shù)據(jù)。終端電阻有兩個，并與CAN-H和CAN-L之間并聯(lián)連接。2

CAN總線工作原理（1）動力CAN總線差動模式連接的動力CAN總線電壓處理過程中，收發(fā)器的差動信號放大器會對CAN-High導線上的電壓減去CAN-Low導線上的電壓，以有效抑制電壓波動。這樣可以消除外界干擾信號對CAN總線的影響。2

CAN總線工作原理（1）動力CAN總線在測量動力CAN總線時，使用示波器觀察其波形，正常波形應呈現(xiàn)鏡像信號。2

CAN總線工作原理（2）舒適CAN總線舒適系統(tǒng)CAN總線的聯(lián)網(wǎng)控制單元包括自動空調(diào)控制單元、車門控制單元、舒適控制單元等。舒適系統(tǒng)CAN總線采用了低速CAN總線，通信速率為100kb/s，并采用了ISO11898-3物理層標準，具備較高的糾錯能力。即使在以下情況下，CAN網(wǎng)絡仍然可以通信：1）其中一根線斷路；2）其中一根線對電源短路；3）相互之間短路；4）其中一根線對搭鐵短路?？刂茊卧ㄟ^舒適CAN總線的CAN-H線和CAN-L線進行數(shù)據(jù)交換，如車門開/關(guān)、車內(nèi)燈開/關(guān)等。舒適CAN總線具有單線傳輸特性，使用了單獨的驅(qū)動器（功率放大器），使得CAN-H線和CAN-L線不再有彼此的依賴關(guān)系。舒適CAN總線中沒有終端電阻，并且CAN-H線和CAN-L線作為獨立的電源線工作，彼此不再相互影響。2

CAN總線工作原理（2）舒適CAN總線舒適系統(tǒng)CAN總線的收發(fā)器結(jié)構(gòu)與動力CAN總線收發(fā)器基本相同，但在出現(xiàn)故障時切換到CAN-H線或CAN-L線（單線工作模式）的方法略有不同。收發(fā)器的故障邏輯電路會監(jiān)控兩條CAN導線上的信號，并識別出故障，使用完好的一條導線進行單線工作模式。2

CAN總線工作原理（2）舒適CAN總線舒適CAN總線的電壓特性：1）CAN-H線的高電平為3.6V，低電平為0V；2）CAN-L線的高電平為5V，低電平為1.4V；3）邏輯“1”時，CAN高電壓為3.6V，CAN低電壓為1.4V；4）邏輯“0”時，CAN高電壓為0V，CAN低電壓為5V。舒適CAN總線具有休眠模式，當車輛鎖上35秒或者不鎖車但沒有任何操作10分鐘時，進入休眠模式。在休眠模式下，高位線電壓為0V，低位線電壓為12V，電流約為70mA；非休眠模式下，電流約為700m