CAN总线简介
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• 驱动系统CAN和车身系统CAN这两条独立 的总线之间设计有"网关"，以实现在各个 CAN之间的资源共享，并将各个数据总线 的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看 仪表板，就可以知道各个电控装置是否正 常工作了。
CAN网关的硬件电路
CAN总线网关硬件框图
汽车CAN总线的维修
1、线路连接状况检查； 2、CAN-L、CAN-H线信号的特点（差分收发）：
汽车CAN总线简介
一、CAN总线技术简介 CAN总线又称作汽车总线，其全称为“控制器 局域网（CAN—Controller Area Network）”。 CAN总线是一种现场总线（区别于办公室总 线）， 是德国Bosch公司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开发的一 种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信 介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信 速率可达1Mbps，距离可达10km。
CAN总线系统的优势
（一）简化整车的供电系统,方便电气布线
（整车线束减少20％～40％）
（二）性能安全可靠
• 模块内采用智能电子开关取代继电器，实现驱动无触点化， 减少电磁干扰，延长使用寿命。模块内采用自恢复保险丝， 取代熔断丝，具有过载保护和自动恢复的功能。 • 可进行故障诊断、报警和记录。既保证了整车电气的可靠性， 又增强了可维护性。如：灯丝烧断后会提醒司机更换。 • 开关向主控模块发送信号，通过开关的电流很低（mA级）， 大大延长了开关的使用寿命。
CAN协议的特点
CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站 地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使 网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN 总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而 适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。 目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN， 一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s； 另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。
CAN总线系统的优势
（三）智能化控制 （四）很强的可扩展性 （类似与微机网络） （五）简化生产工艺，减少生产成本 （六）较低的维护、维修费用
CAN 总线技术在汽车中的应用
•
• •
CAN 总线技术在汽车中的应用优势
CAN 总线技术在汽车中的应用具有以下优势：（1）信息共享 采用CAN总线技术可以实现各ECU之间的信息共享，减少不必要的线束和传感器。例 如具有CAN总线接口的电喷发动机，其它电器可共享其提供的转速、水温、机油压力、 机油温度、油量瞬时流速等，这样一方面可省去额外的水温、油压、油温传感器，另 一方面可以将这些数据显示在仪表上，便于司机检查发动机运行工况，从而便于发动 机的保养维护。（2）减少线束新型电子通讯产品的出现对汽车的综合布线和信息的共 享交互提出了更高的要求，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之 间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计一辆采用传统布线方法的高档汽 车中，其导线长度可达 2000 米，电气节点达 1500 个，而且该数字大约每十年增长 1 倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束，节省空间。 例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根，应用总线 CAN 则 只需要 2 根。（3）关联控制在一定事故下，需要对各ECU进行关联控制，而这是传统 汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况 。
故障界定
总线故障管理
驱动/接收器特
征
CAN总线布置、结构和基本特点
•CAN总线系统上并联有多个元件。这就要求整个系 统的布置满足以下要求： 可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起 的）应能准确识别出来 使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统 应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换 数据密度大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同，这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障，那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快，这样才能满足实时要求。
刮雨洗涤 控制ECU
电动座 椅ECU
门锁防 盗ECU
电动车 窗ECU
后视镜 喇叭ECU
气候控 制ECU
警告 号ECU
仪表显 示ECU
总结
• 通过CAN技术的使用，可使汽车更加安全、 舒适、可靠，同时可以更简单、迅速地实 现车辆的在线编程实现诊断功能。CAN总 线技术在我国汽车中将很快得到普及，它 是汽车 发展的一个趋势。但是CAN总线技 术还有其不足，作为一种事件驱动型 （event-driven）总 线，CAN总线高速率 仅达到 1Mbps，无法提供下一代线控系统 应用所需的容错功能或带宽。
基于CAN总线的汽车电器网络结构
发动机 ECU 自动变 速器ECU ABS/TCS ECU 安全气 囊ECU 电控悬 架ECU 巡航控 制ECU 动力转 向ECU 电机控 制ECU 电池管 理ECU
高速总线
整车控制器 整车控制器 ECU（网关） ECU（网关）
低速总线
故障诊断 ECU
灯光控 制ECU
• （3）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输数据。
CAN总线特点
• 4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传 送方式接收数据。 • （5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。 • （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。 • （7）节点数实际可达110个。 • （8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
CAN 数据传输总线
组合仪表
Gateway
Convenience Drivetrain Infotainment
动力系统CAN (500kBaud) 舒适系统 CAN (100 kBaud) 信息系统 CAN (100 kBaud)
在 车型上, 舒适系统和信 息系统共用一条总线，但可 能使用独立的控制软件
CAN 数据传输总线
CAN数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输 大量乘客，CAN数据总线包含大量的数据信息。
CAN 数据传输总线
Drivetrain CAN High：橙/黑 Low ：橙/棕 Convenience CAN High：橙/绿 Low： 橙/棕 Infotainment CAN High：橙/紫 Low ：橙/棕
•
CAN 总线协议介绍
• CAN 的分层结 • CAN协议定义了ISO/OSI参考模型的物理层及数据链路层 数据链路层 [1]，如图 1所示。
逻辑链路控制子层LLC验 收滤波过载通知恢复管理
介质访问控制层MAC数据包装 /解包 帧编码(填充，消除填充) 介质访问管理错误检测错误标定 应答并行转换为串行/串行转换为 并行 物理层 位编码/解码位定时 同步
• （9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错 率极低。
• （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一 般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。 • （11） 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的 功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受 影响。
动力传动系统CAN数据总线的控 制单元
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 （ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
车身系统的低速CAN
• 车身系统CAN主要连接和控制的汽车内外 部照明、灯光信号、雨刮电机等电器。
高、低速CAN总线的关系
CAN 总线的 DSO 波形
网关：将两个使用不同协议的网络段连接在一起的设备。它的作用就 是对两个网络段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。
CAN总线布置、结构和基本特点
• 考虑到信号的重复率及产生出的数据量，CAN总线系统 分为三个专门的系统 • • CAN驱动总线（高速），500Kbit/s，可基本满足实时 要求。 • • CAN舒适总线（低速），100 Kbit/s，用于对时间要求 不高的情况。 • • CAN“infotainment”总线（低速），100Kbit/s，用于 对时间要求不高的情况。
CAN总线特点
• CAN 总线是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了 CAN 协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据 的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、 优先级判别等项工作。 • CAN总线特点如下： • （ 1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在 任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主 从，通信方式灵活。 • （2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。
CAN网关的硬件电路
CAN总线网关硬件框图
汽车CAN总线的维修
1、线路连接状况检查； 2、CAN-L、CAN-H线信号的特点（差分收发）：
汽车CAN总线简介
一、CAN总线技术简介 CAN总线又称作汽车总线，其全称为“控制器 局域网（CAN—Controller Area Network）”。 CAN总线是一种现场总线（区别于办公室总 线）， 是德国Bosch公司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开发的一 种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信 介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信 速率可达1Mbps，距离可达10km。
CAN总线系统的优势
（一）简化整车的供电系统,方便电气布线
（整车线束减少20％～40％）
（二）性能安全可靠
• 模块内采用智能电子开关取代继电器，实现驱动无触点化， 减少电磁干扰，延长使用寿命。模块内采用自恢复保险丝， 取代熔断丝，具有过载保护和自动恢复的功能。 • 可进行故障诊断、报警和记录。既保证了整车电气的可靠性， 又增强了可维护性。如：灯丝烧断后会提醒司机更换。 • 开关向主控模块发送信号，通过开关的电流很低（mA级）， 大大延长了开关的使用寿命。
CAN协议的特点
CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站 地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使 网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN 总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而 适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。 目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN， 一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s； 另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。
CAN总线系统的优势
（三）智能化控制 （四）很强的可扩展性 （类似与微机网络） （五）简化生产工艺，减少生产成本 （六）较低的维护、维修费用
CAN 总线技术在汽车中的应用
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CAN 总线技术在汽车中的应用优势
CAN 总线技术在汽车中的应用具有以下优势：（1）信息共享 采用CAN总线技术可以实现各ECU之间的信息共享，减少不必要的线束和传感器。例 如具有CAN总线接口的电喷发动机，其它电器可共享其提供的转速、水温、机油压力、 机油温度、油量瞬时流速等，这样一方面可省去额外的水温、油压、油温传感器，另 一方面可以将这些数据显示在仪表上，便于司机检查发动机运行工况，从而便于发动 机的保养维护。（2）减少线束新型电子通讯产品的出现对汽车的综合布线和信息的共 享交互提出了更高的要求，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之 间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计一辆采用传统布线方法的高档汽 车中，其导线长度可达 2000 米，电气节点达 1500 个，而且该数字大约每十年增长 1 倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束，节省空间。 例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根，应用总线 CAN 则 只需要 2 根。（3）关联控制在一定事故下，需要对各ECU进行关联控制，而这是传统 汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况 。
故障界定
总线故障管理
驱动/接收器特
征
CAN总线布置、结构和基本特点
•CAN总线系统上并联有多个元件。这就要求整个系 统的布置满足以下要求： 可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起 的）应能准确识别出来 使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统 应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换 数据密度大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同，这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障，那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快，这样才能满足实时要求。
刮雨洗涤 控制ECU
电动座 椅ECU
门锁防 盗ECU
电动车 窗ECU
后视镜 喇叭ECU
气候控 制ECU
警告 号ECU
仪表显 示ECU
总结
• 通过CAN技术的使用，可使汽车更加安全、 舒适、可靠，同时可以更简单、迅速地实 现车辆的在线编程实现诊断功能。CAN总 线技术在我国汽车中将很快得到普及，它 是汽车 发展的一个趋势。但是CAN总线技 术还有其不足，作为一种事件驱动型 （event-driven）总 线，CAN总线高速率 仅达到 1Mbps，无法提供下一代线控系统 应用所需的容错功能或带宽。
基于CAN总线的汽车电器网络结构
发动机 ECU 自动变 速器ECU ABS/TCS ECU 安全气 囊ECU 电控悬 架ECU 巡航控 制ECU 动力转 向ECU 电机控 制ECU 电池管 理ECU
高速总线
整车控制器 整车控制器 ECU（网关） ECU（网关）
低速总线
故障诊断 ECU
灯光控 制ECU
• （3）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输数据。
CAN总线特点
• 4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传 送方式接收数据。 • （5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。 • （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。 • （7）节点数实际可达110个。 • （8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
CAN 数据传输总线
组合仪表
Gateway
Convenience Drivetrain Infotainment
动力系统CAN (500kBaud) 舒适系统 CAN (100 kBaud) 信息系统 CAN (100 kBaud)
在 车型上, 舒适系统和信 息系统共用一条总线，但可 能使用独立的控制软件
CAN 数据传输总线
CAN数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输 大量乘客，CAN数据总线包含大量的数据信息。
CAN 数据传输总线
Drivetrain CAN High：橙/黑 Low ：橙/棕 Convenience CAN High：橙/绿 Low： 橙/棕 Infotainment CAN High：橙/紫 Low ：橙/棕
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CAN 总线协议介绍
• CAN 的分层结 • CAN协议定义了ISO/OSI参考模型的物理层及数据链路层 数据链路层 [1]，如图 1所示。
逻辑链路控制子层LLC验 收滤波过载通知恢复管理
介质访问控制层MAC数据包装 /解包 帧编码(填充，消除填充) 介质访问管理错误检测错误标定 应答并行转换为串行/串行转换为 并行 物理层 位编码/解码位定时 同步
• （9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错 率极低。
• （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一 般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。 • （11） 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的 功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受 影响。
动力传动系统CAN数据总线的控 制单元
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 （ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
车身系统的低速CAN
• 车身系统CAN主要连接和控制的汽车内外 部照明、灯光信号、雨刮电机等电器。
高、低速CAN总线的关系
CAN 总线的 DSO 波形
网关：将两个使用不同协议的网络段连接在一起的设备。它的作用就 是对两个网络段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。
CAN总线布置、结构和基本特点
• 考虑到信号的重复率及产生出的数据量，CAN总线系统 分为三个专门的系统 • • CAN驱动总线（高速），500Kbit/s，可基本满足实时 要求。 • • CAN舒适总线（低速），100 Kbit/s，用于对时间要求 不高的情况。 • • CAN“infotainment”总线（低速），100Kbit/s，用于 对时间要求不高的情况。
CAN总线特点
• CAN 总线是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了 CAN 协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据 的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、 优先级判别等项工作。 • CAN总线特点如下： • （ 1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在 任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主 从，通信方式灵活。 • （2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。