汽车单片机与车载网络-4CAN 控制器局域网
汽车单片机及车载网络系统 汽车车载网络系统
单元六 汽车车载网络系统
课题三 奔驰数据总线系统应用 一、W221总线介绍 2. 整车网络(GVN)框图与功能置 （7）前端控制器区域网(CAN G)
单元六 汽车车载网络系统
单元六 汽车车载网络系统
课题三 宝马数据总线系统应用 三、F01/F02 总线系统 2. 系统组件
单元六 汽车车载网络系统
课题三 宝马数据总线系统应用 三、F01/F02 总线系统 2. 系统组件
单元六 汽车车载网络系统
课题三 奔驰数据总线系统应用 一、W221总线介绍 2. 整车网络(GVN)框图与功能置 （4）诊断控制器区域网络(CAN D)
单元六 汽车车载网络系统
课题三 奔驰数据总线系统应用 一、W221总线介绍 2. 整车网络(GVN)框图与功能置 （5）底盘控制器区域网络(CAN E)
单元六 汽车车载网络系统
单元六 汽车车载网络系统
课题一 大众车系数据总线应用 三、基于PQ46平台的CAN总线 2. 各总线控制单元安装位置
单元六 汽车车载网络系统
课题一 大众车系数据总线应用 三、基于PQ46平台的CAN总线 3. CAN总线附属装置及总线上主要控制单元的功能 (１)电控箱
单元六 汽车车载网络系统
课题一 大众车系数据总线应用 三、基于PQ46平台的CAN总线 3. CAN总线附属装置及总线上主要控制单元的功能 (２)继电器支架和熔断丝盒
单元六 汽车车载网络系统
课题一 大众车系数据总线应用
三、基于PQ46平台的CAN总线 3. CAN总线附属装置及总线上主要控制单元的功能 (３)车载电网控制单元J519
车载网络及信息技术(课件) 第二章 控制器局域网
Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
2.位定时与节点间的同步
如图2-6，一个位的传输时间分为4个时间段。CAN中所有时 间都是以所谓的时间基准单元(TQ, Time Quantum)为单位， 它由CAN节点的时钟频率通过一个可编程的分频器后得到， 这部分功能在CAN控制器中完成。
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
信号传输总的时间延迟Tp包括CAN控制器延 时TC（约40~140ns）、发送/接收器延时Tt （大约120~250ns）和电缆延时Tl (大约5ns)， 如果使用耦合器（隔离器）还要包括这部分
的延时，光电耦合器延时To（Opto-coupler） 大约为40-~140ns。由于存在应答过程，实
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
在CAN网络中物理层从功能上又可以分为三 层，如图2-3所示。
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
CAN物理层中，PLS(Physical Signaling)子层 的功能主要由CAN控制器芯片完成， PMA(Physical Medium Attachment)子层的功 能主要由CAN发送器/接收器电路完成， MDI(Medium Dependent Interface)子层主要 定义了电缆和连接器的特性。
4
Winter Camp 2005 演示稿
第一节 CAN的基本知识
SAE按CAN不同的通信速率把它分为三个级别： 高速CAN，主要用于车上动力传动系控制系统和 底盘的控制系统；中速CAN，主要用于车身系统； 低速CAN，主要用于车上媒体系统控制（并非用 于媒体信息传送）及仪表板。现在很多汽车产品 供货商都提供支持CAN的相关产品，包括ECU （Electronic Control Units）、微控制器（Microcontroller）、接口元器件都有支持CAN协议的产 品，为CAN的广泛应用提供了坚实的基础。但随 着车上网络系统应用范围不断扩大和应用层次的 深入，也发现了CAN的一些局限性。
汽车单片机与车载网络
MDP (LVE)
VAN
SUSP PCPAPN
发动机 BVA CAN CAN BSM CAN
ABR/ ESP
CAN
VAN
VAN
空调
NAV
电台
VAN CD
VAN ECRAN
VAN
TO VAN
COMBINÉ VAN
报警 VAN
CAN VAN CONF
BSI VAN
VAN CARC2A1R
COM2000 VAN
307
多车型
Com 2000 多路传输BSM
全CAN网多车型
BSI管理的功能
BSI是车辆电子结构的中央计算机
BSI 包括一个开放的程序管理结构，可以加入来自设 备制造商提供的程序
BSI可以充当不同网络间的接口（界面）
根据功能需要，它收集CAN网上的信息并传输到VAN 网（或从VAN网到CAN网）
BSI故障的检查步骤
工艺卡的使用:
应该根据客户描述的症状来选择应该使用的故障诊 断卡。
同时存在多个故障时，建议首先排除对车辆运行影 响最严重的故障。
先在多路传输车辆上进行诊断，根据结果你认为需 要更换BSI
这时，您必须填写一份诊断确认卡。
BSI故障的检查步骤
使用工艺卡的注意事项:
这些故障工艺卡不能代替BSI常规故障的查找工作 为确认故障诊断，并不要求使用所有诊断工艺卡
BSI故障的检查步骤举例
故障现象:
前雨刮不工作
检查步骤
1.进行常规检查后，你认为决定换BSI。 2.选择工艺卡:这时应该使用雨刮故障诊断工艺卡。 3.在订购新BSI前，应该根据失灵的功能，使用相应 的诊断工艺卡确认诊断结果
BSI故障的检查步骤
控制器局域网(CAN)技术在重型卡车上的应用
控制器局域网（CAN）技术在重型卡车上的应用摘要：控制器局域网（CAN）是目前国际上应用最广泛的现场总线之一，广泛地应用于汽车电子系统。
近年来，越来越多的国产重型汽车也采用CAN 总线技术。
包头北奔重型卡车V3系列高档中重型汽车电气系统启用的电子车身控制器（CBCU）和CAN总线仪表（CMIC），是该公司自主研发的具有自身特色、融合前沿科技的先进产品。
它提升了整车电气系统的性能、自动化控制水平及在市场上的竞争能力。
本文着重介绍了该公司车载控制器局域网（CAN）的工作原理、系统结构及优势。
关键词：控制器局域网（CAN）技术；北奔重卡；工作原理1.前言随着重车工业的快速发展和竞争日趋激烈，整车智能化的提高成为汽车业界的一个主流趋势。
整车智能化的实现，要求在相同的车身空间中实现成倍的控制功能，为此增加车用智能化电子部件与电子控制单元成为各个汽车制造商优先选择的突破口。
由于重型汽车各种功能的增加，需要不断增加电气元件来完成各种控制逻辑，因而电气元件也会相对庞杂。
同时电子控制单元的大量引入，要求大批数据信息能在不同的子系统中共享，大量控制信号也需要实时交换，这使得传统的点对点的布线方式碰到了无法逾越的难题。
一方面车上导线数量急剧增加，不仅占用了有限的空间，还使得配线的设计与整车装配更为繁琐；另一方面传统线束及其控制模式普遍存在信号传输滞后现象，已远远不能满足控制信号的实时交换。
而每个控制单元对实时性的要求将会因为数据的更新速率和控制周期不同而不同，这就要求其数据交换网模式必须是基于优先权竞争的模式，并且它本身应有较高的通信速率。
具有国际标准的CAN总线完全能够满足这些要求，因此将控制器局域网（CAN）技术引入重型汽车已势在必行。
目前，包头北奔重型汽车公司生产的V3系列高档中重型汽车，是联合欧洲研发机构，历经三年时间共同打造的具有纯正欧洲血统的重卡至尊。
部分车型电气系统启用了电子车身控制器（CBCU）和CAN总线仪表（CMIC），成功采用了CAN-BUS总线技术，开发了具有自身特色、融合前沿科技的先进产品，以提升整车电气系统的自动化控制水平以及在市场上的竞争能力。
控制器局域网技术在汽车中的应用
CAN总线技术不仅在传统的汽车内部电子控制系统得到广泛应用，而且在新兴的电动汽车、智能网联汽 车等领域也得到了广泛应用。
研究成果与展望
1
CAN总线技术的研究已经取得了长足的进展，如 CAN协议的标准化、CAN网络的实现等方面。
CAN协议
CAN协议是一种国际标准，用于规定如何在CAN总线上发送和接收数据。它使用短帧传 输，具有错误检测和错误处理功能。
CAN网络拓扑
CAN网络采用总线拓扑结构，所有的ECU都连接到同一总线上。它们通过发送和接收消 息进行通信。
CAN总线在汽车中的通信应用
车辆状态监测
CAN总线可以用于监测汽车的各 种状态参数，如发动机转速、车
。
同时，应加强对新型车载网络技 术的研究，以满足未来汽车发展
的需求。
在实验验证方面，建议采用仿真 和实车实验相结合的方式，以更 全面地验证CAN总线技术的性
能和可靠性。
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未来发展趋势和前景
控制器局域网技术将进一步发展，使得车辆中的各个控制器之间能够更加高效地 协同工作，提高车辆的性能和安全性。
随着物联网技术的不断发展，控制器局域网技术将在智能交通等领域得到更广泛 的应用，为人们的出行带来更加便捷和安全的服务。
05 结论
技术总结
控制器局域网技术（CAN）是汽车中应用广泛的一种通讯协议，它能够有效地支持多节点、实时、可 靠的数据传输。
速、油压等。
故障诊断
通过CAN总线，ECU可以相互通 信并共享故障信息。这使得维修 人员可以快速准确地诊断和修复
汽车单片机与车载网络
05
总结
汽车单片机与车载网络的重要性
1 2
提升汽车性能
汽车单片机和车载网络技术能够提升汽车的各项 性能，如安全性、舒适性和燃油经济性等。
实现智能化
通过汽车单片机和车载网络，可以实现汽车的智 能化控制，提高驾驶的便捷性和安全性。
3
促进汽车行业创新
汽车单片机和车载网络技术的发展推动了汽车行 业的创新，为未来智能交通和自动驾驶等技术的 发展奠定了基础。
案例一：某品牌汽车的车载网络系统设计
总结词
先进、高效、安全
详细描述
该品牌汽车采用了最新的车载网络技术，实现了车辆内部各系统之间的快速通信，提高了车辆的可靠 性和安全性。该系统采用了高速CAN总线技术，支持多种通信协议，可实现车辆的远程控制和诊断。
案例二：某型号单片机的在车载网络中的应用
总结词
低成本、高集成度
车载网络的应用场景
总结词
车载网络的应用场景非常广泛，包括安全控制、导航 系统、娱乐系统、智能驾驶等方面。
详细描述
安全控制方面，车载网络可以实现车辆安全预警、碰 撞避免等功能，提高驾驶安全性。导航系统方面，车 载网络可以实现实时路况信息获取、路径规划等功能 ，方便驾驶者规划出行路线。娱乐系统方面，车载网 络可以实现音乐播放、视频播放等功能，丰富驾驶者 的行车体验。智能驾驶方面，车载网络可以实现自动 驾驶、智能巡航等功能，提高驾驶的智能化水平。
技术融合
随着汽车电子技术的不断发展， 单片机与车载网络将进一步融合， 实现更高效、智能的车载系统。
标准化与互操作性
推动单片机的标准化和互操作性， 以降低成本和提高不同品牌和型
号车辆之间的兼容性。
创新应用
CAN控制器局域网
CAN总线简介——淄博皓轩仪表自动化技术有限公司专业自动化工程设计淄博皓轩仪表自动化技术有限公司 2011-05-30 22:29:46 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[大][中][小]淄博皓轩仪表自动化技术有限公司专业自动化工程设计CAN[Control（Controller）Area Network]是控制(器)局域网的简称它是德国Ｂｏｓｃｈ公司在１９８６年为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线。
现已被列入ISO 国际标准，称为ISO11898CAN最初是为汽车的监测、控制系统而设计的，现已在航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业广泛采用。
在火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗器械、数控机床、智能传感器、过程自动化仪表等自控设备中，都广泛采用CAN技术CAN的主要技术特点CAN网络上的节点不分主从，任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，通信方式灵活，利用这一特点可方便地构成多机备份系统CAN网络上的节点信息具有不同的优先级，可满足对实时性的不同要求，高优先级的数据最多可在134微秒内得到传输CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而节省了总线冲突的仲裁时间。
CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的"调度"CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m）。
CAN上的节点数主要决定于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果。
CAN节点中均有错误检测、标定和自检能力。
汽车单片机及局域网技术参考电子教案第3章 CAN总线(气电04)
采样时刻发生变化和采样时间长度发生变化
▪ 再同步跟据跳变沿位置错误状态进行调整。 ▪ 跳变沿的位置错误E定义为跳变沿与SYNC-SEG的相对位
置长度的TQ数。其符号S定义如下： 1）如果跳变沿在SYNC-SEG中，则S=0。 2）如果跳变沿在SYNC-SEG之前，则S<0。 3）如果跳变沿在SYNC-SEG之后，则S>0。
▪ 位时间中，各时间段长度都以TQ为单位计算： 1）SYNC-SEG是1个TQ。 2）PROP-SEG是l～ 8个TQ。 3）PHASE-SEG1可编程设为 l～8个TQ。 4）PHASE-SEG2取PHASE-SEG1和IPT两者中的最大值。
▪ 信息处理时间IPT一般小于等于2个TQ。 ▪ 标称位时间长度NBT必须通过编程设定为8～25个TQ范围内的值。
物理层 通信速度 最大总线长度 最多连接节点数 总线电平（V ） CAN-H CAN-L
总线特性
ISO11898
ISO11519-2
1Mbit/s
125Kbit/s
40m
1km
30
20
显性电平
隐性电平
显性电平
隐性电平
4.5 3.5 2.75 2.0 2.5 3
2.25 1.5 0.5 2.0 2.5 3 双绞线（总线阻抗 120Ω） 闭环总线 终端电阻： 120Ω(min:85Ω,max:130Ω) 总线滞后时间：5ns/m
▪ 同步沿在同步段。 ▪ 硬同步之后，接收器的位定时逻辑开始以额定位时间
按部就班地监测总线。
2）再同步（软同步）：
▪ 为了补偿传输中造成的同步差异，对同步信号进行调
整。
控制器局域网CAN(Controller Area Network)是一种多主方式
控制器局域网CAN（Controller Area Network）是一种多主方式的串行通信总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。
CAN在汽车上的应用，具有很多行业标准或者是国际标准，比如国际标准化组织（ISO）的ISO11992、ISO11783以及汽车工程协会（Societyof Automotive Engigeers）的SAE J1939。
CAN总线已经作为汽车的一种标准设备列入汽车的整车设计中。
CAN通信协议规定了4种不同的帧格式，即数据帧、远程帧、错误帧和超载帧。
基于以下几条基本规则进行通信协调：总线访问、仲裁、编码/解码、出错标注和超裁标注。
CAN遵从OSI模型。
按照OSI基准模型只有三层：物理层、数据链路层和哀告层，但应用层尚需用户自己定义。
CAN总线作为一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。
如：CAN在汽车中的发动机控制部件、ABS、抗滑系统等应用中的位速率可高达1Mbps。
同时，它可以廉价地用于交通运载工具电器系统中，例如电气窗口、灯光聚束、座椅调节等，以替代所需要的硬件连接。
其传输介制裁为双绞线，通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/5kbps，挂接设备数最多可达110个。
CAN为多主工作方式，通信方式灵活，无需站地址等节点信息，采用非破坏性总线仲裁技术，满足实时要求。
另外，CAN采用短帧结构传输信号，传输时间短，具有较强的抗干扰能力。
CAN总线与其它通信协议的不同之处主要有两方面：一是报文传送不包含目标地址，它是以全网广播为基础，各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，其特点是可在线上网下网、即插即用和多站接收；另外一个方面就是特别强化了数据安全性，满足控制系统及其它较高数据要求系统的需求。
在现代汽车的设计中，CAN总线已经成为构建汽车网络的一种趋势；而汽车网络作为直接与汽车内部各个ECU连接并负责命令的传递、数据的发送及共享，其可靠性和稳定性与整车的性能紧密相关。
“汽车单片机及局域网技术”教学改革与实践
“汽车单片机及局域网技术”教学改革与实践在汽车行业中，单片机及局域网技术的应用日益广泛，对汽车的性能和功能起着至关重要的作用。
为了培养适应市场需求的汽车技术人才，我们进行了“汽车单片机及局域网技术”课程的教学改革与实践。
我们对课程教学内容进行了更新和优化。
针对新能源汽车、智能驾驶等新兴领域的需求，我们重新设计了课程内容，加入了对单片机及局域网技术在这些方面的应用讲解。
我们还引入了一些前沿的技术知识，如CAN总线、FlexRay等，使学生能够跟上汽车技术的发展步伐。
我们采用了多种教学方法，提高了课程的实用性和学生的参与度。
除了传统的课堂讲授，我们还注重实验实践环节的开展。
通过给学生安排实际的案例分析和项目开发，使他们能够亲身体验到单片机及局域网技术在汽车中的应用，培养其动手能力和解决问题的能力。
我们还组织一些实地考察和行业实践活动，让学生在真实的工作环境中接触到最新的技术和应用。
我们倡导学生团队合作，通过小组项目的形式进行学习和实践。
每个小组由不同专业背景的学生组成，他们需要合作完成一个包含单片机及局域网技术应用的汽车项目。
通过团队合作，学生们不仅可以互相学习和借鉴，还能锻炼他们的合作能力和沟通协调能力。
我们还与一些汽车企业进行合作，提供实习和就业机会。
通过与企业合作，我们可以更好地了解市场需求和行业动态，及时调整课程内容和教学方法。
学生也可以在实际的工作环境中将所学知识应用到实际操作中，提高其实践能力和就业竞争力。
通过以上的教学改革与实践，我们取得了一定的成效。
学生们在课程中能够更加深入地了解单片机及局域网技术在汽车领域的应用，不仅提高了对汽车技术的理论认识，还能够熟练掌握相关的实践操作技能。
许多学生通过参与实验、项目和实习，积累了宝贵的经验，并得到了企业的认可和赞赏。
“汽车单片机及局域网技术”教学改革与实践的目的是为了培养适应市场需求的汽车技术人才。
通过优化课程内容、多种教学方法的运用、学生团队合作的推行以及与企业的合作，我们希望能够更好地满足市场的需求，培养更多的优秀人才，为我国汽车产业的发展做出贡献。
汽车单片机及局域网技术
汽车单片机及局域网技术在现代汽车中，单片机及局域网技术的应用已经成为了不可或缺的一部分。
它们就像是汽车的“大脑”和“神经系统”，使得汽车的性能、安全性、舒适性以及智能化水平得到了极大的提升。
首先，我们来了解一下汽车单片机。
简单来说，汽车单片机就是一种集成在汽车内部的微型计算机。
它能够接收来自各种传感器的信息，例如车速、发动机转速、油温、水温等等。
然后，根据预先设定的程序和算法，对这些信息进行处理和分析，并发出相应的控制指令，以实现对汽车各个部件的精确控制。
比如说，在发动机控制系统中，单片机可以根据进气量、节气门开度、氧传感器反馈等信息，精确计算出最佳的燃油喷射量和点火时机，从而提高发动机的燃烧效率，降低油耗和排放。
在制动系统中，单片机可以通过监测车轮转速和制动踏板的压力，实现防抱死制动（ABS）和电子制动力分配（EBD）等功能，提高制动的稳定性和安全性。
而汽车局域网技术，则是将汽车内部各个电子控制单元（ECU）连接起来，实现信息共享和协同工作的一种技术。
在过去，汽车的各个系统，如发动机、变速器、制动、空调等，都是相对独立的，各自有自己的控制单元和传感器。
这种分散式的控制方式不仅增加了成本和复杂度，而且各个系统之间的信息交流也非常有限。
有了局域网技术之后，情况就大不一样了。
汽车内部的各个 ECU可以通过总线（如 CAN 总线、LIN 总线等）连接在一起，形成一个网络。
这样，各个系统之间就可以实时地交换信息，实现更加高效和智能的控制。
举个例子，当驾驶员踩下油门踏板时，发动机 ECU 会接收到加速的请求，并将相关信息通过局域网发送给变速器 ECU。
变速器 ECU 会根据当前的车速、发动机转速等信息，选择合适的挡位，以实现最佳的动力输出。
同时，制动 ECU 也会收到加速的信息，调整制动系统的工作状态，以提供更好的制动支持。
除了提高汽车的性能和安全性，汽车单片机及局域网技术还为汽车的智能化发展提供了有力的支持。
汽车控制器局域网络(CAN)应用
用于 ＩＳＯ１１８９８， ＳＡＥ Ｊ２２８４ ＣＡＮ 网络
MC33897
单线ＣＡＮ发送／接收器（ＧＭ系统） 用于 ＳＡＥ Ｊ２４１１ 网络
提示：按照所列产品名称查找。
汽车控制器局域网络（ＣＡＮ）应用
设计难点
不同的ＣＡＮ网络具有不同的功能需求
并非所有的ＣＡＮ网络都是一样的。在汽车环境中，按照网络通讯的性质，ＣＡＮ网络可以分为两大类。车 身控制网络，如针对乘员舒适性和便利性的系统，所处理的信息范围广，但是对顺序和频率没有特别 的要求。相反，动力系统网络传递的信息是发动机控制和变速箱控制的有关信息，需要处理的信息量 较少，但是对信息要求速度快，而且要有规则。这种差别导致需要设计不同的硬件和软件系统来应对 不同网络系统的需要。
汽车应用中的高速ＣＡＮ（ＨＳＣ），速度分别为 １２５ｋｂｐｓ，２５０ｋｂｐｓ以及５００ ｋｐｂｓ。
SG2032-4
汽车控制器局域网络（ＣＡＮ）应用
摩托罗拉解决方案
不同的ＣＡＮ网络满足的ＣＡＮ要求
摩托罗拉意识到汽车ＣＡＮ设备和系统的设计者所面临的挑战。由于不同的ＣＡＮ网络有不同的信息需求， 摩托罗拉提供了可供选择的不同ＣＡＮ硬件来迎接这些挑战。
车载网络
汽车控制器局域网络（ＣＡＮ）应用
SG2032/D, REV 0 12/2002
概述
控制器局部网络（ＣＡＮ）是一个串行的， 异步的，多主机的通讯协议，作用是 将多个电子控制模块连接起来，用于汽 车以及其他工业应用中。 专门针对汽车应用设计的ＣＡＮ对数据完备 性和数据速度的要求很高的，其速率可 达１ ＭＢｉｔ／ｓ。摩托罗拉拥有一个非常齐 全的产品系列，可以使得汽车电子设计 者可以方便的将ＣＡＮ加入到他们的设计应 用中。
/semiconductors提示
汽车局域网CAN总线详解
汽车局域网CAN总线详解一、概述随着汽车工业以及自动化程度的发展，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、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。
系统和汽车的显示仪表之间，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，即用导线进行点对点的连接的传输方式将是难以想象的，因此，用串行数据传输系统取而代之就成为必然的选择。
目前汽车上的电子部件越来越多，它们分别担负着不同的作用并挂在不同的总线－ CAN总线上。
CAN 是控制局域网络（Control Area Network）的简称[/B]，最早由德国BOSCH 公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。
其总线规范已被ISO 国际标准组织制订为国际标准。
CAN 的信号传输采用短帧结构，每一帧的效字节数为8 个，因而传输时间短，受干扰的概率低。
当节点严重错误时，具有自动关闭的功能，以切断该节点与总线的联系，使总线上的其他节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。
CAN 总线开始被用于汽车的电子系统通讯上起源于欧洲，它具有极强的抗干扰能力及纠错能力。
汽车在运行过程中，所属电子部件之间需要进行通讯以交换实时数据，但是由于这些电子部件可能分别挂在不同的CAN总线上，而不同的CAN总线具有不同的数据传输速率，所以不同的CAN总线之间不能直接进行数据通讯，这就需要一个CAN总线网关控制器来进行协调高速CAN总线和低速CAN总线之间的通信。
示意图如下图所示。
二、硬件设计1、总体框图作为一个工业上应用的可靠CAN节点，看门狗、电源隔离和信号隔离是必要的，总体原理框图如下：2、硬件原理图从以上可以看出，该硬件电路主要由三部分组成。
I、处理器最小系统处理器采用带有两路CAN接口的ARM7系列单片机－ LPC2119，该单片机内部有两路CAN接口、32位处理器、内部总线结构为哈佛总线结构。
车载控制器局域网技术分析与研究
车载控制器局域网技术分析与研究控制器局域网(CAN)广泛应用于汽车工业，是目前最有前途的现场总线之一。
近年来，进口汽车及国产轿车广泛采用CAN技术，标志着汽车电子控制技术进入一个新的时代。
本文介绍了控制器局域网(CAN)总线特点、构成及通信速率的设定。
为了减少汽车电器线束，保证各电子控制系统的电子控制单元(控制器)之间快速准确地进行大容量的数据通信，目前，国内外中高档轿车都已开始采用控制器局域网络(CAN，Controller Are Network)技术。
控制器局域网(CAN，Controller Area Network)是汽车应用最多的车载局域网，其通信协议(即CAN协议)是一种支持分布式控制或实时控制的串行通信网络[1]。
CAN总线允许多站点同时发送，因此，既保证信息处理的实时性，又保证网络系统的可靠性。
汽车控制器局域网是指分布在汽车上的多个控制器(即电控单元ECU)在物理上相互连接，并按照网络通信协议(CAN协议)相互通信，以共享硬件、软件和信息等资源为目的的控制器系统CAN是由中央控制组件CEM、控制器局域网总线(CAN总线)和若干个电子控制器(电控单元ECU)等器件构成[2]。
图1所示为动力及其传动系统和车身系统部分ECU组成的CAN示意图。
中央控制组件CEM由CAN控制器、CAN收发器和微处理器CPU等组成。
CEM既是整车网络系统的控制中心，又是高速局域网与低速局域网的网关服务器，电路连接如图2所示。
CAN总线由物理层和数据链路层构成，其中数据链路层定义了不同的信息类型、总线访问的仲裁规则、错误检测与处理的方式。
所有的错误检测与处理、信息的传输与接收等都是通过CAN控制器硬件完成，因此，用户组建两线CAN仅需极少的软件开发。
CAN总线具有以下特点。
(1)所有节点均可发送和接收信息。
CAN总线是一种共享信息的通信总线，即总线上所有的节点都可发送和接收传输的信息(由于所有的节点都能接收全部信息，因此信息不能送达某个指定节点)。
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授人以鱼不如授人以渔
1.数据链路层
(1)逻辑链路控制(LLC) (2)媒体访问控制
朱明工作室
zhubob@
授人以鱼不如授人以渔
(1)逻辑链路控制(LLC)
朱明工作室
zhubob@
1)功能。 ① 接收滤波。 在LLC层上开始的帧跃变是独立的，其自身操作与先前的 帧跃变无关。 ② 超载通知。 若接收器内部条件要求延迟下一个LLC数据帧或LLC远程 帧，则通过LLC子层开始发送超载帧。 2)LLC帧结构。 ① LLC数据帧。 由3个位场，即标识符场、数据字长度码(DLC)场和数据 场组成，如图3-3所示。 ② LLC远程帧。 由标识符场和DLC场组成，如图3-4所示。
授人以鱼不如授人以渔
一、CAN总线的特性
朱明工作室
zhubob@
1. CAN的特点 2. CAN数据传输系统的优点 3.传输线颜色特点
授人以鱼不如授人以渔
1. CAN的特点
朱明工作室
zhubob@
1)CAN支持从几千到1Mbit／s的传输速率。 2)使用廉价的物理传输媒介。 3)数据帧短，实时性好，降低了有效数据传输的速度。 4)错误检测校正能力强，系统可靠性高。 5)多站同时发送信息，模块可以优先获取数据。 6)能判断暂时错误和永久错误的节点，具有故障节点自动脱离 功能。 7)大部分CAN在丢失仲裁或出错时，具有信息自动重发功能。
16
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C C C C C C
汽车安全系统
巡航控制系统 汽车安全系统 动力控制模块 汽车安全系统 点火控制模块 牵引力控制系统
传感型
监控型 传感型 监控型 监控型 传感型 传感型
12800
12800 12800 12800 12800 12800 12800
授人以鱼不如授人以渔 图6-1 奥迪轿车载网络拓扑图
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授人以鱼不如授人以渔
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授人以鱼不如授人以渔
典型数据总线
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(1) CAN数据总线。 (2) LIN数据总线。 (3) MOST数据总线。 (4) BluetoothTM数据总线。
图3-1 总线位的数值表示
授人以鱼不如授人以渔
二、CAN总线的位数值表示与通信距离
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表3-1 CAN总线任意两节点之间的最大传输距离
位速 1000 率/ （Kb it/s） 最大 40 距离/ m 500 250 125 100 50 20 10
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5
130
270
授人以鱼不如授人以渔
3.传输线颜色特点
CAN总线基本颜色为橙色； CAN-L(低位)均为棕色； CAN-H(高位)中的驱动系统传输线为黑色， 舒适系统传输线为绿色， 信息系统传输线为紫色。
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二、CAN总线的位数值表示与通信距离
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液压转向助力
ABS的泵速度控制
16
16
200
200
C
C
电控液压助力系 统
汽车安全系统
传感型
传感型
12800
12800
授人以鱼不如授人以渔
CAN-BUS 各级别(B)举例
电子器件及项目
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启用 位 频率 （Hz）
等 级
源于何种系统
信号类 型
传ห้องสมุดไป่ตู้速率 （bps）
气缸识别传感器 点火诊断监测器 手动控制感位置 废气加热氧传感器 空气流量传感器 节气门位置传感器 发动机转速 蓄电池电压
C类
用途
介质 位速 率 总线 最 成本 大长 度
智能传感 器 单根线
控制、诊断
控制、诊断
双绞线
双绞线
20kb/s
10~1250kb/s 40m（典型）
40m 低
1Mb/s （250kb/s） 40m
中
中
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B类网络系统与C类网络系统
3200
3200 3200 3200 3200 3200 3200 640 640
空调压缩机离合器
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CAN-BUS 各级别(A)举例
电子器件及项目
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启用 位 频率 （Hz）
等 级
源于何种系统
信号类 型
传输速率 （bps）
悬架状态 车外温度 风扇速度控制 设定/加速/复速 点火开关位置 电动座椅 燃油油平面高度传感器 辛烷值调节塞 EGR真空调节器
奥迪车上引入了CAN数据总线这一重要概念。但是CAN数 据总线系统的缺点是，在信息传输方面的传输速率有限。 解决该问题的办法只能是采用能满足各种需要的传输系统， 本章详细阐述以下几种典型数据总线的原理、结构和工作
过程：
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了解CAN-BUS
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2. CAN数据传输系统的优点
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1)将传感器信号线减至最少，更多的传感器信号进行高速数据 传输。 2)组网自由，功能扩展能力强。 3)总线利用率高，数据传输距离长，可达10km；数据传输速率 高，可达1Mbit／s。 4)CAN总线符合国际标准，便于一辆车上不同生产厂家的电控 单元间进行数据交换。 5)电控单元实时监测。 6)电控单元和电控单元插接器端子最小化应用，节省电控单元 的有限空间。 7)节省大量有色金属，成本相对较低。
16
16 16 16 16 16 16 16 16
50
50 50 50 50 50 50 10 10
B
B B B B B B B B
动力控制模块
点火控制模块 动力控制模块 动力控制模块 动力控制模块 动力控制模块 动力控制模块 点火控制模块 动力控制模块
传感型
监控型 传感型 传感型 传感型 传感型 传感型 传感型 传感型
控制单元A
控制单元B
控制单元C
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信息如何交换
控制单元A
发动机转速
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控制单元B 并 行 信 息
发动机转速 00010101
控制单元C
发动机转速 00010101
连 续 的 比 特 流
00010101
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第一节
概
述
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第4章
CAN 控制器局域网
主讲：朱明
高级技师、经济师、工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员 授人以鱼不如授人以渔
第4章
第一节 第二节 第四节 第五节 概
控制器局域网
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述
CAN协议 CAN主要部件的结构原理 CAN设计基础
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一、概述
表3-2 CAN协议与相关标准
名称 SAE J1939—11 SAE J1939—12 SAE J2284 SAE J2411 NMEA⁃2000 位速率/（Kbit／s） 250 250 500 33．3，83．3 62．5，125，250，500，1 000 125，250，500 规 格 使用范围 载货汽车，大型客车 农业机械 汽车（高速：动力传 动系统） 汽车（低速：车身系 统） 船舶
530
620
1300
3300
6700
1000 0
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第二节 一、概述
CAN协议
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二、CAN的分层结构
三、不同版本通信协议与互联
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一、概述
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CAN技术的应用推广，要求通信协议标准化。 1991年9月，Bosch公司制定并发布了CAN技术规 范(Version2.0)， 该技术规范包括A和B两部分。
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CAN-BUS 各级别(C)举例
电子器件及项目
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启用 位 频率 （Hz）
等 级
源于何种系统
信号类 型
传输速率 （bps）
碰撞传感器 车速控制信号 轮速传感器 火花塞输出正时信号 防抱死制动ABS的泵速度 控制 曲轴位置传感器 加速踏板位置信号传感器
一、CAN总线的特性 二、CAN总线的位数值表示与通信距离
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一、 CAN数据总线概述
障。
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CAN数据总线工作起来是非常可靠的，因此很少出现CAN故 只有掌握了CAN数据总线的基本原理，才能充分运用测量方 法来查寻故障。 为了在必要时仔细检查CAN数据总线，VAS5051(大众、奥迪 原厂诊断仪是德国大众公司为其特约维修站指定的必备汽车诊断 仪器)会提供各种信息，比如“Motorsteuergeraet kein Signal/Kommunikation”(发动机控制单元无信号/通信(偶然故障))或 “Datenbus-Antrieb defekt”(CAN驱动总线有故障)。故障源的其他 说明由“网关”测量数据块提供，CAN总线上所有控制单元的通 信状态都存储在这些数据块内。
Device Net