汽车can总线设计文档
毕业设计--基于CAN总线的汽车电器网络设计(含外文翻译)
毕业设计基于CAN总线的汽车电器网络设计摘要随着社会的发展，汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的交通工具。
电子装置在汽车上的使用使汽车的驾驶更加舒适安全。
为了满足人们对于汽车性能越来越高的要求，汽车上装备的电子装置、控制单元也在不断增加，传统的线束已远远不能满足复杂的控制系统要求。
汽车CAN总线技术的引入给汽车电子控制技术带来了新的飞跃。
CAN总线技术不仅满足了车身控制的功能要求，而且可以降低成本、简化车身冗余线束。
本文提出了一种基于CAN总线的汽车电器网络的设计方案。
设计中采用了ATmega128作为主控制器，CAN模块电路主要采用了CAN总线控制器SJA1000、总线驱动器PCA82C250以及高速光耦6N137，通过ATmega128控制工作在PeliCAN 模式下的SJA1000实现各ECU单元之间的通信。
文中完成了系统软件开发，并在CAN2.0B通信协议以及车用CAN协议（SAEJ1939）的基础上制定了基于车身控制模块的应用层协议；同时，为保证系统能够稳定、可靠地工作，文中针对系统工作中可能出现的干扰因素进行了分析，并进行了软硬件的抗干扰设计。
通过联机调试，验证了整个系统通信的可靠性，该网络能够较好地达到车内总线对于信号传输的实时性与稳定性的要求。
关键词：CAN总线；控制网络；电子控制单元；数据采集；数据传输ABSTRACTWith the development of society, automobiles play a very important role in people’s daily life, and the electronic devices equipped in the vehicle make the driving more comfortable and safe. With the electronic device in vehicle increasing continuously, the traditional wiring harnesses can not satisfy the complex functions of the control system. As the CAN bus introduced into vehicle control system, great progress has taken in the areas of vehicle electron. By adopting CAN bus, the function of vehicle body control system is satisfied perfectly, the cost is decreased, and the redundant wiring harnesses are cut down.A vehicle electrical network design based on CAN bus is brought forward in this paper to achieve the data transmission of the electric control units (ECU). In this design, the main controller uses ATmega128. The hardware circuit of CAN bus communication module adopts CAN bus control chip SJA1000, bus driver PCA82C250 and high-speed optical coupler 6N137. ATmega128 completes the data transmission of ECU through controlling SJA1000 which works on the PeliCAN mode.Following，the software designs are discussed, and the CAN communication protocol of application layer which matches the vehicle body control system is constructed based on CAN2.0 protocol and SAEJ1939 protocol. Furthermore, some anti-interference measurements are put forward to ensure the stability and reliability of the system.The experiments confirm the overall system communication is reliable, and the signal transmission inside the CAN bus achieves the requirements of real-time and stability.Key words：CAN-BUS; Control Network; Electric Control Unit; Data acquisition;Data Transmission;目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2当前国内外汽车CAN总线的研究情况 (1)1.3研究汽车CAN总线网络的目的和意义 (1)1.4课题主要内容 (2)第二章 CAN总线通信原理 (3)2.1 引言 (3)2.2 CAN 总线协议的性能特点 (3)2.3 CAN 节点的分层结构 (4)2.3 报文传送及其帧类型 (5)2.3.1 数据帧 (6)2.3.2 远程帧 (8)2.3.3 出错帧 (8)2.3.4 超载帧 (9)2.4 基于CAN2.0B 应用层协议的制定 (10)2.5本章小结 (11)第三章系统整体结构设计 (12)3.1系统整体框图 (12)3.2 系统ECU框图 (12)3.3 CAN控制器SJA1000 (13)3.3.1芯片SJA1000概述 (13)3.3.2 SJA1000的内部结构以及在系统中的位置 (14)3.3.3 CAN控制器SJA1000的几个控制模块 (15)3.4CAN总线驱动器PCA82C250 (16)3.4.1 CAN总线驱动器PCA82C250概述 (16)3.4.2 PCA82C250结构框图及基本功能描述 (16)3.5本章小结 (18)第四章 CAN总线网络硬件设计 (19)4.1 整体方案确定 (19)4.2 CPU控制电路 (19)4.3 CAN模块电路 (21)4.4 DS18B20温度采集模块 (22)4.5 显示模块 (23)4.6电源模块 (23)4.7系统JTAG调试 (24)4.8按键信号采集接口电路 (25)4.9 液位检测模块 (25)4.10汽车车灯控制器设计 (26)4.11电路板设计时注意事项 (27)4.12本章小结 (27)第五章 CAN总线网络软件设计 (29)5.1 CAN总线系统智能节点的软件设计 (29)5.1.1初始化过程 (29)5.1.2报文发送过程 (30)5.1.3报文接收过程 (32)5.2 系统网络控制 (34)5.3 系统整体流程图 (34)5.3.1 主站流程图 (34)5.3.2 从站流程图 (35)5.4 超声波传感器检测液位流程 (35)5.5 温度采集流程 (36)5.6软件的抗干扰分析 (37)5.7本章小结 (39)第六章系统调试 (40)6.1系统硬件调试流程 (40)6.2系统软件调试流程 (40)6.3系统调试结果 (41)6.3.1 从站1温度采集 (41)6.3.2 从站4液位测量 (41)6.3.3 CAN通信测试 (42)6.3.4 显示模块调试 (42)6.3.5 CAN通信网络联机调试 (42)第七章结论与展望 (45)7.1目前工作总结 (45)7.2系统整体测试评估 (45)7.3对以后工作的展望 (46)参考文献 (47)附录1 文献翻译 (49)附录2 系统主要源代码 (56)附录3 系统电路原理图 (66)谢辞 (67)第一章绪论1.1课题背景现代汽车中所使用的电子控制系统和通讯系统越来越多，如发动机电控系统、防抱死系统（ABS）、自动巡航系统（ACC）和车载多媒体系统，这些系统之间，系统和汽车显示仪表之间，系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如仍然采用传统数据交换的方法，用导线进行点对点连接的传输方式将是复杂的工程，据统计，如果一个中级轿车需要线束插头300个以上，插针总数1800～2200个，线束总长超过1.5～2.0km，装配复杂而且故障率很高。
汽车CAN总线系统设计
第1章绪论1.1概述进入二十一世纪以来，我国国民经济持续高速增长，同时汽车产业也得到了迅速的发展。
我国汽车特别是轿车的生产和消费都进入了高速增长期。
据统计，2007年我国汽车总量达到近888.2万部，而轿车依然是汽车产业发展的最强劲动力，轿车比重进一步扩大，达到总产量的54.3%。
在汽车业高度发达的今天，汽车已逐步进入中国工薪阶层，成为普通市民的主要交通工具。
据统计至2007年末，全国民用汽车保有量达到5697万辆，比上年末增长14.3%，其中私人汽车保有量3534万辆，增长20.8%。
民用轿车保有量1958万辆，增长26.7%。
人民对家用轿车的消费需求日益增长，而汽车也正朝着电子化、智能化的方向发展。
近年来，在中国汽车产业高速发展的直接推动下，中国汽车电子市场发展迅猛，2007年我国汽车电子产品销售额达到1215.7亿元，同此2006年增长超过40%。
汽车技术的创新70%都是来自于电子技术的应用，整车设计师把汽车电子作为开发新型车型，改善和提高汽车性能的技术措施。
汽车制造商把加快汽车电子化进程，增加汽车电子装置数量，作为汽车的新卖点和夺取未来市场的重要手段。
当前国际汽车电子技术正处于全面快速发展的阶段，其特征体现以下五个方面：（1）功能多样化。
从最初的电子点火、电控燃油喷射发展到如今各种控制功能，如汽油机缸内自喷，电控复合火花点火，智能气门电子，各种线控技术（X-By-Wire），主动和自适应悬挂，防撞防盗等等。
（2）技术一体化。
从最初的单一控制发展到如今的机、液、电、磁一体化，如自喷式发动机电控燃料喷射系统。
（3）系统集成化。
从最初的单一控制发展到如今多口标、多变量综合协调控制，实质更经济有效。
从传感器到控制器包括布线都越来越集成化，把几项功能集成在一起。
（4）通信网络化。
从最初的多子系统分别上作到如今的分布式模块化控制器局部网络，如以CAN总线为基础的整车信息共享的车载分布式控制系统，以D2B （Domestic Digital Bus）无线通信为基础的远程高频网络通信系统。
CAN总线设计(最终版)(1)
CAN-USB适配器设计*****指导老师：***学院名称：*****专业班级：****设计提交日期：**年**月摘要随着现场总线技术和计算机外设接口技术的发展，现场总线与计算机快速有效的连接又有了更多的方案。
USB作为一种新型的接口技术，以其简单易用、速度快等特点而备受青睐。
本文介绍了一种基于新型USB接口芯片CH372的CAN总线网络适配器系统的设计,提出了一种使用USB接口实现CAN总线网络与计算机连接的方案。
利用芯片CH372可在不了解任何USB协议或固件程序甚至驱动程序的情况下,轻松地将并口或串口产品升级到USB接口。
该系统在工业现场较之以往的系统,可以更加灵活,高速,高效地完成大量数据交换,并可应用于多种控制系统之中，具有很大的应用价值。
关键词:USB;CH372;CAN;SJA100；适配器目录1.设计思想 (3)2.CAN总线与USB的转换概述 (4)3. 适配器硬件接口设计 (5)3.1 USB接口电路 (5)3.2 CAN总线接口电路 (7)4．USB通用设备接口芯片CH372 (8)4.1 概述 (8)4.2 引脚功能说明 (9)4.3 内部结构 (9)4.4 命令 (10)5．软件设计 (10)5.1 概述 (10)5.2主监控程序设计 (12)5.3 CAN和USB接口芯片的初始化 (13)5.4 CAN报文的发送 (15)5.5 CAN报文的接收 (17)5.6．自检过程 (19)5.7 USB下传子程序设计 (20)5.8 USB上传子程序设计 (22)5.9．USB—CAN转换器计算机端软件设计 (23)6. 抗干扰措施 (25)7. 估算成本 (26)8. 应用实例介绍 (27)9 总结及设计心得 (28)10 参考文献 (28)1 设计思想现场总线网络技术的实现需要与计算机相结合。
目前，在微机上扩展CAN总线接口设备一般采用PCI总线或者RS-232总线。
PCI虽然仍是高速外设与计算机接口的主要渠道，但其主要缺点是占用有限的系统资源、扩展槽地址；中断资源有限；并且插拔不方便；价格较贵；而且设计复杂、需有高质量的驱动程序保证系统的稳定；且无法用于便携式计算机的扩展；RS-232虽然插拔方便，但是传输速率太慢。
基于CAN总线的设计
CAN总线的特点：
ＣＡＮ总线有如下基本特点： （1）多主站依据优先权进行总线访问。 总线开放时，任何单元均可开始发送报文，具有最高优先权的报 文的单元赢得总线访问权。 利用这个特点可以用液晶显示器作为多主 机的公用监视器，不用每台主机配一个监视器，从而节约系统成本。 （2）无破坏性的基于优先权的仲裁。 网络上的每个主机可以同时发送，哪个主机的数据可以发送出去 取决于主机所发送报文的标识符决定的优先权的大小，没有发送出去 的帧可自动重发。 （3）借助接收滤波的多地址帧传送 收到报文的标识符与本机的接收码寄存器与屏蔽寄存器相比较， 符合的报文本机才予以接收。
CAN总线的特点：
（4）远程数据请求。 网络上的每个接点可以发送一个远程帧给另一个接点，请求该接 点的数据帧，该数据帧与对应的远程帧以相同的标识符ID命名。 （5）配置灵活性 通过八个寄存器进行接点配置，每个接点可以接收，也可以发送 （6）全系统数据相容性 （7）错误检测和出错信令 有五种错误类型，每个接点都设置有一个发送出错计数器和一个 接收出错计数器。发送接点和接收接点在检测到错误时，出错计数器 根据一定规则进行加减，并根据错误计数器数值发送错误标志（活动 错误标志和认可错误标志），当错误计数器数值大于255时，该接点 变为“脱离总线”状态，输出输入引脚浮空，既不发送，也不接收。
CAN于汽车车窗智能控制系统上的应用：
各节点单元相关命令和状态通过CAN控制器以报文格式由CAN 总线完成与其他节点单元信息间的传输和共享。 • 其中报文的发送由CAN控制器遵循CAN协议规范自动完成。首 先CPU必须将待发送的数据按特定格式组合成一帧报文，进入CAN控 制发送缓冲器中，并置位命令寄存器中的发送请求标志，发送处理可 通过中断请求或查询状态标志进行控制。其发送程序分发送远程帧和 数据帧两种，远程帧无数据场。 报文的接收程序负责节点报文的接收 以及总线关闭、错误报警、接收溢出等其他情况处理。报文的收发主 要有中断接收方式和查询接收方式。 •
汽车电子技术中的CAN总线系统设计
汽车电子技术中的CAN总线系统设计随着现代汽车电子技术的不断发展，汽车中的电气元件不断增多，而各个元件之间的互联也变得越来越复杂，对汽车的电气系统的设计和优化提出了更高的要求。
CAN总线（CAN-bus）作为现代汽车电子系统中最常见的通信接口之一，被广泛应用于汽车制造、交通管理、工业自动化等多个领域。
一、CAN总线的基本原理CAN总线（Controller Area Network）是一种串行通信协议，它是由德国Bosch公司于1983年开发的。
相对于串行通信的其他标准，CAN总线在数据传输速率高、可靠性强、成本低等方面具有显著优势。
在CAN总线中，数据由控制器（Controller）和从设备（Node）之间传输。
控制器负责数据的发送和接收，从设备则负责数据的接收和处理。
在传输数据时，发送数据的设备先将数据放入共享总线上，所有的接收数据的设备都会收到这份数据。
这时，每个接收设备都会根据标识符（Identifier）来判断这份数据是否为自己需要接收的数据。
如果是，则会将数据取出并进行处理；如果不是，则会将数据丢弃。
二、CAN总线的应用CAN总线被广泛应用于汽车控制系统中，包括引擎管理系统、转向系统、制动系统、底盘控制系统等多个方面。
它可以实现车辆内部各个控制系统之间的通信，协调一些复杂的控制任务。
此外，CAN总线还可以在汽车安全系统中起到至关重要的作用，例如Airbag、防盗系统等。
在工业自动化控制领域，CAN总线也被广泛使用。
工业自动化控制系统中的传感器、执行器等控制设备可以通过CAN总线进行高效的通信和协作。
此外，CAN总线还可以实现多机通信，将几个单独的控制器连接到同一个总线上，实现高效灵活的系统控制。
三、CAN总线系统的设计1. 总线参数的设置CAN总线的参数设置需要根据具体的应用场景进行调整。
例如，对于汽车控制系统中的CAN总线，需要根据传输速率、数据传输长度、帧格式等参数进行设置。
不同的应用场景需要选择不同的参数配置，才能够实现最佳的系统性能。
CAN总线网络设计
1 引言can（controller area network）即控制器局域网络，最初是由德国bosch公司为解决汽车监控系统中的自动化系统集成而设计的数字信号通信协议，属于总线式串行通信网络。
由于can总线自身的特点，其应用领域由汽车行业扩展到过程控制、机械制造、机器人和楼宇自动化等领域，被公认为最有发展前景的现场总线之一。
can总线系统网络拓扑结构采用总线式结构，其结构简单、成本低，并且采用无源抽头连接，系统可靠性高。
本设计在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等持点。
2 系统总体方案设计整个can网络由上位机（上位机也是网络节点）和各网络节点组成（见图1）。
上位机采用工控机或通用计算机，它不仅可以使用普通pc机的丰富软件，而且采用了许多保护措施，保证了安全可靠的运行，工控机特别适合于工业控制环境恶劣条件下的使用。
上位机通过can总线适配卡与各网络节点进行信息交换，负责对整个系统进行监控和给下位机发送各种操作控制命令和设定参数。
网络节点由传感器接口、下位机、can控制器和can收发器组成，通过can收发器与总线相连，接收上位机的设置和命令。
传感器接口把采集到的现场信号经过网络节点处理后，由can收发器经由can总线与上位机进行数据交换，上位机对传感器检测到的现场信号做进一步分析、处理或存储，完成系统的在线检测，计算机分析与控制。
本设计can总线传输介质采用双绞线。
图 1 can总线网络系统结构3 can总线智能网络节点硬件设计本文给出以arm7tdmi内核philips公司的lpc2119芯片作为核心构成的智能节点电路设计。
该智能节点的电路原理图如图2所示。
该智能节点的设计在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，具有通用性、实时性和可扩展性等特点，下面分别对电路的各部分做进一步的说明。
图2 can总线智能网络点3.1 lpc2119处理器特点lpc2119是philips公司推出的一款高性价比很处理器。
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计随着科技的不断进步和人们对汽车功能需求的不断增加，汽车电子信息系统变得越来越复杂。
作为现代汽车的核心，基于CAN 总线的汽车电子信息系统设计尤为重要。
本文将介绍基于CAN总线的汽车电子信息系统设计的相关知识和实施步骤。
一、概述CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车领域的串行通信协议。
它允许多个微控制器互相通信，并可以操作和监控汽车中的各种电子器件。
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计的目标是实现各个子系统之间的高效通信和数据交换，从而提供更好的驾驶体验和车辆性能。
二、系统架构设计基于CAN总线的汽车电子信息系统设计通常包括以下几个子系统：动力系统、安全系统、车辆网络系统和驾驶辅助系统。
系统架构设计的目标是使各个子系统之间实现有效的通信和协调工作。
1. 动力系统动力系统是汽车的核心，主要包括引擎、变速器和传动轴等部件。
在基于CAN总线的汽车电子信息系统设计中，动力系统需要与其他子系统进行信息传递和协调工作，以确保汽车的正常运行和性能优化。
2. 安全系统安全系统是为了保障驾驶员和乘客的安全而设计的。
基于CAN 总线的汽车电子信息系统设计中，安全系统包括制动系统、安全气囊系统和稳定控制系统等。
这些系统需要实时地与其他子系统进行数据交换和信息共享，以确保汽车的安全性能。
3. 车辆网络系统车辆网络系统主要用于实现汽车的各种功能，如娱乐系统、导航系统和网络连接等。
在基于CAN总线的汽车电子信息系统设计中，车辆网络系统需要与其他子系统进行数据交换和通信，以实现全面的车辆功能。
4. 驾驶辅助系统驾驶辅助系统是为了提供更好的驾驶体验和驾驶安全而设计的。
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计中，驾驶辅助系统包括自动巡航控制系统、驻车辅助系统和车道保持系统等。
这些系统需要与其他子系统实时地交换数据和信息，以提供准确的驾驶辅助功能。
三、实施步骤基于CAN总线的汽车电子信息系统设计的实施步骤如下：1. 系统需求分析首先，进行系统需求分析，明确系统的功能和性能需求。
can总线接口电路设计
can总线接口电路设计Can总线是一种用于车辆电子系统中的通信接口，它在汽车电子技术中起着至关重要的作用。
本文将围绕Can总线接口电路的设计展开讨论。
Can总线是Controller Area Network的缩写，它是一种串行通信协议，旨在提供高可靠性、实时性和高带宽的数据通信。
Can总线接口电路的设计是为了实现Can总线与其他电子设备的连接和数据传输。
我们需要考虑Can总线的物理层接口电路。
Can总线使用差分信号传输，因此需要设计差分发送器和差分接收器。
差分发送器将逻辑高和逻辑低分别转换为正向和负向的差分信号，而差分接收器则将差分信号还原为逻辑高和逻辑低。
这样的设计可以提高信号的抗干扰能力，保证数据的可靠传输。
我们需要考虑Can总线的协议层接口电路。
Can总线采用帧格式进行数据传输，因此需要设计帧格式解析器和帧格式生成器。
帧格式解析器用于解析接收到的帧数据，提取出其中的控制信息和数据信息。
而帧格式生成器则用于生成符合Can总线协议的帧数据，并将其发送出去。
这样的设计可以保证数据的正确解析和生成，实现与其他设备的有效通信。
除了物理层和协议层接口电路，Can总线接口电路还需要考虑其他功能模块。
例如，需要设计时钟模块来提供时钟信号，以保证数据传输的同步性。
同时，还需要设计中断模块来处理Can总线接收到的中断信号，及时响应和处理来自其他设备的请求。
在Can总线接口电路的设计中，还需要考虑电路的功耗和成本。
可以采用低功耗的设计方案，选择低功耗的器件和电源管理电路，以降低整个系统的功耗。
同时，还需要根据实际的应用需求选择适当的元器件和电路结构，以降低系统成本。
Can总线接口电路的设计是为了实现Can总线与其他电子设备的连接和数据传输。
它涉及到物理层接口电路、协议层接口电路以及其他功能模块的设计。
在设计过程中，需要考虑信号的抗干扰能力、数据的可靠传输、接口的兼容性、功耗的控制以及成本的降低等因素。
通过合理的设计和选型，可以实现高可靠性、实时性和高带宽的数据通信，进而提升车辆电子系统的性能和功能。
汽车can总线系统原理、设计与应用
汽车can总线系统原理、设计与应用汽车CAN总线系统是一种用于车辆内部通信的网络系统，它通过CAN总线将车辆的各个控制单元（如发动机控制单元、制动系统控制单元、仪表板控制单元等）连接起来，实现互相之间的信息交换和协调操作。
CAN（Controller Area Network）总线是一种串行数据通信协议，使用2线制（CAN-H和CAN-L）进行通信。
它具有高可靠性、高抗干扰性和高实时性的特点，适合于车辆等复杂电子系统的通信。
CAN总线系统的设计基本原理是基于分布式控制的思想，即将车辆的不同功能单元分别连接到CAN总线上，通过CAN总线传输信息，实现分散处理和集中协调的功能。
在CAN总线系统中，每个控制单元都有一个唯一的标识符（ID），用于识别发送和接收的数据包。
当一个控制单元发送数据包到总线上时，其他控制单元可以根据ID识别出该数据包是否为自己所需要的，并进行相应的处理。
汽车CAN总线系统的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 整车控制：CAN总线系统可以将车辆中的各个控制单元连接起来，实现整车的协调控制，如发动机控制、制动系统控制、驾驶辅助系统控制等。
2. 诊断系统：CAN总线系统可以提供车辆的实时监测和故障诊断功能，通过CAN总线传输相关数据，实现对车辆各个系统的故障检测和排除。
3. 仪表显示：CAN总线系统可以将车辆各个系统的信息传输到仪表板上，实现实时的车辆状态显示，如车速、转速、油量等。
4. 多媒体系统：CAN总线系统可以将音频、视频等多媒体数据传输到车载娱乐系统，支持车载娱乐功能的实现。
总而言之，汽车CAN总线系统在车辆的控制、诊断和通信方面发挥着重要的作用，提高了车辆的性能和安全性，同时也提升了车辆的可靠性和可维护性。
汽车CAN总线原理与设计
汽车CAN总线原理与设计一、CAN总线发展史CAN是Controller Area Network的缩写CAN最早由德国BOSCH(博世)开发，目前已经是国际标准(ISO 11898)，是当前应用最广泛的现场总线之一。
BOSCH 主要是做汽车电子的，因此CAN 一开始主要是为汽车电子准备的，事实也是如此，CAN协议目前已经是汽车网络的标准协议。
当然了，CAN不仅仅应用于汽车电子，经过几十年的发展，CAN协议的高性能和高可靠性已经得到了业界的认可，目前除了汽车电子以外也广泛应用于工业自动化、医疗、工业和船舶等领域。
以汽车电子为例，汽车上有空调、车门、发动机、大量传感器等，这些部件都是通过CAN 总线连在一起形成一个网络，车载网络结构如图：二、CAN总线标准CAN总线标准只规定了物理层和数据链路层，需要用户自定义应用层。
不同的CAN标准仅物理层不同。
11898协议：∙iso的osi模型∙11898-1对应controller∙11898-2对应高速can收发器∙11898-3对应低速can收发器∙11898-4增加时间触发通讯机制can总线协议主要工作在osi模型中的物理层和数据链路层ISO 11898-2 和ISO 11898-3主要应用于物理层，两种can收发器主要是对应的茶分电压不一样。
ISO 11898-1主要应用于数据链路层。
∙LLC用于接收滤波、超载通告、回复管理；∙MAC用于数据封装/拆封、帧编码、媒体访问管理、错误检测与标定、应答、串转发/并转串；∙PLS用于位编码/解码、位定时、同步；∙PMA为收发器特性。
三、CAN总线特点∙符合OSI开放式通信系统参考模型；∙两线式总线结构，电气信号为差分式；∙多主控制，在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息，最先访问总线的单元可获得发送权；多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID消息的单元可获得发送权；∙点对点控制，一点对多点及全局广播几种传送方式接收数据，网络上的节点可分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求；∙采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传送数据∙消息报文不包含源地址或者目标地址，仅通过标识符表明消息功能和优先级；∙基于固定消息格式的广播式总线系统，短帧结构；∙事件触发型，只有当有消息要发送时，节点才向总线上广播消息；∙可以通过发送远程帧请求其它节点发送数据；∙消息数据长度0~8Byte；∙节点数最多可达110个；∙错误检测功能。
can总线电路设计
can总线电路设计摘要：1.CAN 总线电路设计概述2.CAN 总线电路的组成部分3.CAN 总线电路的设计流程4.CAN 总线电路的常见问题及解决方法5.总结正文：一、CAN 总线电路设计概述CAN 总线（Controller Area Network）是一种常用于车辆和工业控制领域的通信协议，其主要特点是多主控制器、高可靠性、实时性、高抗干扰能力和低成本。
CAN 总线电路设计是指在硬件层面实现CAN 总线通信的过程，主要包括CAN 控制器、CAN 总线驱动器、CAN 总线收发器等组成部分。
二、CAN 总线电路的组成部分1.CAN 控制器：CAN 控制器是CAN 总线电路的核心部分，负责处理CAN 总线通信的逻辑和数据传输。
常见的CAN 控制器有Microchip 的MCP2510、STMicroelectronics 的STM32 等。
2.CAN 总线驱动器：CAN 总线驱动器负责将CAN 控制器输出的信号转换为适合在总线上传输的信号，同时也能将总线上的信号转换为CAN 控制器能识别的信号。
常见的CAN 总线驱动器有TJA1020、MCP2003 等。
3.CAN 总线收发器：CAN 总线收发器负责处理CAN 总线上的物理层通信，包括信号的放大、整形、滤波等功能。
常见的CAN 总线收发器有MCP2020、TJA1021 等。
三、CAN 总线电路的设计流程1.确定设计需求：根据实际应用需求，确定CAN 总线通信的节点数量、通信速率、传输距离等参数。
2.选择合适的CAN 控制器、驱动器和收发器：根据设计需求，选择性能、接口、封装等满足需求的CAN 控制器、驱动器和收发器。
3.电路设计：设计CAN 总线电路的电源、时钟、接地等部分，同时根据CAN 控制器、驱动器和收发器的接口，设计相应的连接线路。
4.程序设计：编写CAN 总线通信的软件程序，包括初始化CAN 控制器、发送和接收数据、错误检测和处理等功能。
汽车can总线系统原理设计与应用
汽车can总线系统原理设计与应用汽车CAN总线系统原理设计与应用一、引言汽车CAN总线系统是现代汽车电子控制系统中的重要组成部分，它采用了一种先进的通信协议，为汽车电子控制单元（ECU）之间提供了高效可靠的数据传输方式。
本文将介绍汽车CAN总线系统的原理设计与应用。
二、汽车CAN总线系统的原理设计1. 总线拓扑结构汽车CAN总线系统采用了总线拓扑结构，即多个ECU通过一根总线进行通信。
这种结构可以有效减少线缆的使用量，降低系统成本，并且具有良好的可扩展性。
2. CAN通信协议汽车CAN总线系统采用了CAN通信协议，它是一种基于事件驱动的通信协议。
CAN总线上的每个ECU都有一个唯一的标识符，用于区分不同的节点。
当一个节点有数据需要发送时，它会将数据发送到总线上，并附带自己的标识符。
其他节点会监听总线上的数据，当收到符合自己标识符的数据时，就会接收并处理。
3. 数据传输汽车CAN总线系统采用了差分传输方式，即数据信号由两个相对电平相反的信号线组成。
这种方式可以有效降低传输过程中的电磁干扰，提高数据传输的可靠性。
4. 容错机制汽车CAN总线系统具有良好的容错机制，当总线上发生错误时，系统能够进行自我修复。
CAN总线采用了循环冗余校验（CRC）技术，可以检测数据传输过程中的错误。
此外，CAN总线还具有冲突检测和错误重传机制，确保数据的可靠传输。
三、汽车CAN总线系统的应用1. 发动机控制系统汽车CAN总线系统在发动机控制系统中发挥着重要作用。
各个传感器和执行器通过CAN总线连接到发动机控制单元（ECU），实现对发动机的监测和控制。
通过CAN总线，发动机控制单元可以获取发动机的工作参数，并根据这些参数进行精确的控制，提高发动机的性能和燃油经济性。
2. 制动系统汽车CAN总线系统在制动系统中也有广泛应用。
刹车踏板的行程传感器、刹车盘温度传感器、刹车液位传感器等信息通过CAN总线传输到制动控制单元（ECU），实现对制动系统的实时监测和控制。
汽车控制系统中CAN总线设计
总线在汽车控制系统中的应用研究摘要对汽车通讯网络的发展趋势和汽车总线传输的技术要求进行分析，构建出基于CAN 总线的汽车控制系统，并从最基本的CAN 功能节点入手，对其节点的硬件电路和软件设计进行了阐述。
关键词:CAN 总线汽车控制系统汽车电子Research and Applications of CAN Bus in Automobile Control SystemAbstractBased on the study of automobile communication development and automobile bus technology, the automobile control system, based CAN bus is built. And the hardware and software of CAN node are illustrated.Key Words:CAN bus Automobile control system automobile electronics1、引言随着科技的飞速发展，汽车装备日趋完善，汽车内部装有越来越多的电气控制设备、电子部件、专用传感器和功能各异的执行装置，有着比通常的机械设备更多的计算和通讯要求，使汽车的安全、性能和效率都提高到了全新的水平。
电子设备的大量应用，必然使车身内的电气布线越来越长、越来越复杂、传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，这样必然造成复杂庞大的布线系统。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车通讯网络的发展。
因此，在计算机网络技术和现场总线技术的基础上，开发适用于汽车环境的网络技术和设备，组建汽车内部的通讯网络己成为现代汽车技术发展的必然趋势。
CAN总线就是为满足汽车通讯网络的要求而设计的。
2、CAN总线介绍CAN总线是为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而推出的一种串行数据通信协议，由于CAN总线具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，简单实用，网络成本低。
can总线电路设计
can总线电路设计【最新版】目录1.CAN 总线的概述2.CAN 总线电路的设计要点3.CAN 总线电路的实际应用4.CAN 总线电路的优缺点分析5.总结正文一、CAN 总线的概述CAN 总线，全称为控制器局域网络（Controller Area Network），是一种用于实时控制的串行通信总线。
它最初由德国的 Robert Bosch GmbH 公司于 1980 年代开发，用于汽车电子设备的通信。
CAN 总线具有多主控制器、高可靠性、高速率、远距离传输以及多节点等特点，广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域。
二、CAN 总线电路的设计要点1.选择合适的 CAN 控制器CAN 控制器是 CAN 总线电路的核心部件，选择合适的 CAN 控制器对于整个系统的稳定性和性能至关重要。
目前市场上有许多种 CAN 控制器可供选择，如德州仪器（TI）、飞思卡尔（Freescale）、NXP 等。
2.电路拓扑设计CAN 总线电路的拓扑设计有多种形式，如单主控制器、多主控制器、多节点等。
在设计过程中，需要根据实际应用需求选择合适的拓扑结构。
3.传输速率与距离CAN 总线的传输速率和距离是设计过程中需要考虑的重要因素。
根据实际应用场景选择合适的传输速率和距离，以保证通信的稳定性和可靠性。
4.电气特性CAN 总线电路的电气特性包括电源电压、信号电平、噪声抑制等。
合理的电气特性设计可以有效提高通信的可靠性。
5.抗干扰设计在 CAN 总线电路设计过程中，需要考虑抗干扰措施，如屏蔽、滤波、接地等，以降低外部干扰对通信的影响。
三、CAN 总线电路的实际应用CAN 总线电路在众多领域都有广泛应用，如汽车电子、工业自动化、机器人控制、智能家居等。
例如，在汽车电子领域，CAN 总线用于发动机控制、底盘控制、车身控制等多个子系统的通信。
四、CAN 总线电路的优缺点分析优点：1.多主控制器结构，系统可靠性高；2.远距离传输，适用于各种工业环境；3.高速率，满足实时控制需求；4.节点数量多，系统扩展性强；5.抗干扰性能好，通信稳定可靠。
整车CAN网络设计规范
XXXXXXX有限公司整车CAN网络设计规范编制： ________________校对： ________________审核： ________________批准： ________________2015-08-05 发布2015-08-10 实施XXXXXXXXf限公司发布目录、说明1.1范围 (4)1.2规范性引用文件 (4)1.3术语和缩写 (4)、物理层 (5)2.1相关标准 (5)2.2物理介质 (5)2.3网络拓扑 (6)2.4连接器 (7)2.5位定时 (7)2.6推荐外围电路 (8)2.6.1CAN 控制器 (8)2.6.2CAN 收发器 (8)2.6.3 共模电感 (9)2.6.4 总线终端 (9)2.6.5 EMC 电容 (9)2.6.6静电释放和过压保护 (9)2.7晶振 (10)2.7.1系统供电电压 (10)2.8总线电压 (11)2.9上升沿与下降沿时间 (11)2.10地偏移 (12)三、数据链路层 (12)3.1数据帧 (12)3.2协议数据单元(PDU) (13)3.2.1优先级(P) (13)322扩展数据页(EDP)位 (13)323数据页(DP)位 (13)3.2.4PDU 格式(PF) (13)3.2.5PDU 细节(PS) (14)3.2.5.1目标地址(DA) (14)3.2.6源地址(SA) (14)3.2.7数据场 (14)3.2.8参数组编号(PGN) (14)四、传输协议 (15)五、交互层 (15)5.1位格式和字节格式 (15)5.2报文发送方式 (16)整车CAN通信设计规范一、说明1.1范围本规范规定了XXXXXXXX有限公司（以下简称“ XXXXXXXX”）生产的纯电动汽车CAN通信设计规范。
本规范适用于XXXXXXXX有限公司设计开发的纯电动汽车的CAN总线通信设计。
如果本标准与其它标准或规范不一致，则按照如下方式处理：与SAE J1939不一致，遵照本标准执行；与ECU技术规范不一致，遵照ECU技术规范执行1.2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用成为本规范的条款。
车载CAN总线接口软件设计
II
目 录
目录
第 1 章 引言..................................................................................................................... 3 1.1 选题背景............................................................................................................ 3 1.2 课题的研究现状与优势.................................................................................... 5 1.2.1 CAN 的概念.............................................................................................. 5 1.2.2 CAN 总线的应用趋势.............................................................................. 5 1.2.3 CAN 总线的优势..................................................................................... 6 1.2.4 CAN 总线的性能评价.............................................................................. 7 1.3 CAN 总线接口实现的目标................................................................................. 7 1.4 CAN 总线系统的基本结构与功能.................................................................... 8 1.5 课题的难点和重点方向.................................................................................... 9 第 2 章 软件设计平台研究........................................................................................... 10 2.1 CodeWarrior.................................................................................................... 10 2.1.1 简介....................................................................................................... 10 2.1.2 主要功能............................................................................................... 10 2.2 FreeScale 9s12XEP100.................................................................................. 11 2.3 研究的理论基础.............................................................................................. 11 2.3.1 AUTOSAR 体系架构................................................................................ 11 2.3.2 AUTOSAR InterFace 文件结构............................................................ 13 第 3 章 CANIF 模块具体设计........................................................................................ 14 3.1 主程序设计...................................................................................................... 14 3.2 初始化设计...................................................................................................... 15 3.3 发送程序设计.................................................................................................. 17 3.4 发送缓冲.......................................................................................................... 19 3.4.1 基本方法............................................................................................... 19 3.4.2 缓冲特性............................................................................................... 20 3.5 发送取消.......................................................................................................... 20 3.6 接收程序设计.................................................................................................. 22 第 4 章 CANIF 的管理和控制........................................................................................ 25
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湖南机电职业技术学院
《汽车单片机应用技术》实训报告
题目汽车CAN总线系统智能节点的设计
院系汽车工程系
专业汽车电子1004 学生姓名向杰
指导教师冉成科
完成日期 2012年3月23日
目录
概述 (3)
实训要求 (4)
第一章汽车车载网络系统的组成和原理 (4)
1.1汽车网络技术概述 (4)
1.2 汽车网络技术的作用 (4)
第二章CAN总线 (4)
2.1 CAN简介 (5)
2.2汽车CAN总线网络系统结构图 (6)
第三章CAN总线的维修与检修 (7)
3.1 故障类型及检测诊断方法 (7)
第四章 CAN总线在汽车领域的应用 (8)
4.1摘要 (8)
4.2 CAN总线技术的应用 (8)
4.3汽车CAN总线节点ECU的硬件设计 (8)
4.4CAN总线在国内自主品牌汽车中的应用 (9)
第五章实训心得 (10)
概述
随着现代汽车中所使用的电子表之间、系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如使用普通的线索完成这些数据之间的交换，线索总长可能超过1600m，实现起来是相当困难的。
为解决这一问题控制系统和通讯系统越来越多，如发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统（ABS）、自动巡航系统（ACC）和车载多媒体系统等，这些系统之间、系统与显示仪，德国的博世（Bosch）公司及几个半导体生产商开发出一种新型的车用控制器——CAN。
CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO 国际标准化的串行通信协议。
在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。
由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。
此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持，所以它在汽车领域中运用只会越来越广泛越来越重要。
我们作为汽车电子的学习者有必要学好这方面的技术，这样才能顺应汽车高智能化的特点。
为自己提升技能。
实训要求
1、描述汽车网络的分类与基本特征。
2、完成汽车CAN总线系统的维修与检测。
3、分析汽车CAN控制器与收发器芯片的基本原理与功能。
4、完成汽车CAN总线系统智能节点的设计。
汽车车载网络系统的组成和原理
1.1汽车网络技术概述
电子技术的迅速发展并在汽车上的广泛应用使得汽车电子化的程度越来越来高，特别是微控制器进入汽车领域后，给汽车带来了划时代的变化。
同时，汽车电子设备的应用和不断增多也导致了汽车布线越来越复杂，电气设备运行可靠性低，故障维修难度增大等问题。
为了提高信号的利用率，大批数据信息能在不同的电子控制单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号能实时交换，人们选择了网络技术。
汽车上使用网络，另一个原因是计算机网络在说中的广泛运用和智能交通系统的应用。
1.2汽车网络技术的作用
1、提高控制系统的可靠性，采用网络技术后，解决了汽车内部存在的集中控制与分散控制的矛盾。
2、网络组成灵活方便，可针对不同需要进行组合无需对整车进行重新设计。
3、降低生产成本，可以最大程度实现硬件和软件等资源的共享，节省传感器、线束及连接器，减少工作量。
4、扩充功能方便，在不增加硬件懂得条件下，修改软件即可开放新功能、新的子系统。
汽车网络拓扑结构常见有星形、总线形、和环形网格形。
CAN总线
2.1 CAN简介
CAN是控制器局域网络（Controller Area Network）的简称，是一种串行多主站控制器局域网总线。
它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低。
特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。
CAN总线是一个多路传输系统，当某一单元出现故障时不会影响其他单元的工作，CAN总线对不同数据的传输速率不一样，对发动机电控系统和ABS等实时控制用数据实施高速传输，速率为125K波特--–1M波特，对车身调节系统(如空调)的数据实施低速传输，传输速率在10—125K波特，其他如多媒体系统和诊断系统则为中速传输，速率在两者之间，这样的区分提高了总线的传输效率。
CAN总线的特点
CAN总线可有效支持分布式控制或实时控制。
该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，其主要特点如下：
◆CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，且不分主从；
◆CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，故实时性好；
◆CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能；
◆CAN总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低；
◆CAN总线上某一节点出现严重错误时，可自动脱离总线，而总线上的其他操作不受影响；
◆CAN总线系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上，因而走线少，系统扩充容易，改型灵活；
◆CAN总线的最大传输速率可达1Mb/s，直接通信距离最远可达到10km（速率在5kbps以下）；
◆CAN总线上的节点数取决于总线驱动电路。
在标准帧（11位报文标识符）时可达到110个，而在扩展帧（29位报文标识符）时，个数不受限。
CAN总线在车控制中的应用
现代汽车典刑的控制单元有发动机控制模块、变速器控制模块、多媒体控制模块、气囊控制模块、空调控制模块、巡航控制模块、车身控制模块（包括照明指示和车窗、刮雨器等）、防抱死制动系统（ABS）防滑控制系统（ASR）等。
完善的汽车CAN总线网络系统架构。
汽车CAN总线网络系统架构图
本系统中，CAN节点采用： ECU（AT89C51）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN 收发器（PCA82C250）的电路结构。
CAN总线控制器、总线驱动器和单片机连接基本方法如图2所示。
车身控制模块中的CAN应用层协议
协议原则
本协议遵循CAN2.0B规范，根据车身控制模块的特点，采用源→目的方法，每个节点都有自己固定的标识地址，且节点数小于64，设计时可将中央控制模块设为主节点，而将车门、电动座椅子模块及自检子模块设置为从节点。
本协议可完成以下功能：
（1）特定信息的广播；
（2）主从节点之间的连接；
（3）主从节点之间的信息交换（包括故障信息）。
第三章CAN总线的维修与检修
3.1 故障类型及检测诊断方法
1.1故障类型：
装有CAN-BUS多路信息传输系统的车辆出现故障，维修人员应首先检测汽车多路信息传输系统是否正常。
一般引起汽车多路信息传输系统故障的原因有三种：一是汽车电源系统引起的故障；二是汽车多路信息传输系统的链路故障；三是汽车多路信息传输系统的节点故障。
2、诊断步骤：
1了解该车型的汽车多路传输系统的特点。
2汽车多路信息传输系统的功能。
3检查汽车电源系统是否存在故障。
4检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障，采用替换法或采用跨线法进行检测。
5如果是节点故障，只能采用替换法进行检测。