第九章 CAN数据传输系统

基于CAN总线的汽车电器网络
驱动CAN导线上的电压
驱动CAN总线的静止状态亦称隐性状态，静止状态 下CAN-High导线和CAN-Low导线的对地电压称 为静止电平（亦称隐性电平），简称静电平。
CAN收发器
在收发器内部的接收 器一侧设有差动信号 放大器。差动信号放 大器用于处理来自 CAN-High导线和 CAN-Low导线的信 号。
接收数据所有其他节点转为接收器，都能接受到 数据。
检查数据接收数据的节点检查判断所接收的数据 是否为本节点所需要的数据。
接受数据如数据对某节点重要，它将被该节点接 受并进行处理。否则忽略。
CAN总线数据的构成
报文=数据帧
CAN总线应用
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。主要面向实时性要求较高的控制单 元，如发动机、电动机等
数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成， 2根数据线上的电压是相反的。
CAN总线数据传输的原理
CAN数据总线中的数据传递就像一个会议，每 个参会人员都可以提出议题（多主通信模式）
CAN总线数据传递过程
提供数据节点中的CPU向CAN控制器， CAN控 制器向CAN收发器提供需要发送的数据。
发送数据所有节点都准备将数据向网络广播，优 先权最高的节点“数据”得到发送。
囊ECU 架ECU 制ECU 向ECU 制ECU 理ECU
高速总线
E整EC整CU车U（车（控网控网制关制关器）器）
低速总线
故障诊断 ECU
灯光控 刮雨洗涤 电动座 门锁防 电动车 后视镜 气候控 警告信 仪表显 制ECU 控制ECU 椅ECU 盗ECU 窗ECU 喇叭ECU 制ECU 号ECU 示ECU
另一条用于车身系统的低速CAN，速率是 100kb/s。主要是针对车身控制的，如车灯、 车门、车窗等信号的采集以及反馈。其特征是 信号多但实时性要求低，因此实现成本要求低 。
基于CAN总线的汽车电器网络
发动机 自动变 ABS/TCS 安全气 电控悬 巡航控 动力转 电机控 电池管
ECU 速器ECU ECU
CAN收发器
收发器的差动信号放大器在处理信号时，会用 CAN-High导线上作用的电压减去CAN-Low导线 上作用的电压。
干扰信号的消除
CAN-High信号和CAN-Low信号经过差动信 号放大器处理后，可最大限度地消除干扰的影 响。
驱动CAຫໍສະໝຸດ Baidu总线的电压波形
舒适/信息CAN导线上的电压
舒适/信息CAN总线电压波形
节点数实际可达110个。 采用短帧结构，每一帧有效字节数最多为8个。 CAN的每帧信息都有CRC校验，检错效果好 通信介质选择灵活。可采用双绞线，同轴电缆
和光导纤维等。 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线
的功能。
CAN总线系统组成
CAN总线由多个节点、 2个数据传输终端和两 条数据线组成。
CAN总线节点
CAN总线节点一般由微处理器、CAN控制器、 CAN收发器三部分组成。
CAN总线系统组成
CAN控制器：在CPU和CAN收发器之间接收、 处理传递数据。
CAN收发器:同时兼具接受和发送的功能，将 控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据 传输线。
数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端 被反射，影响数据的传输。
汽车车载网络的分类
按功能和速率：
A类：面向执行器、传感器的低速网络 B类：面向模块间数据共享的中速网络 C类：面向多路、实时闭环的高速网络 D类：面向信息、多媒体系统的网络 E类：面向乘员的安全系统
CAN总线特点
CAN总线是一种串行数据通信协议。 多主机方式工作。不分主次，每个节点都可为
第九章 CAN数据传输系统
第九章 CAN数据传输系统
CAN数据传输系统
CAN（Controller Area Network）即 控制器局域网，可以归属于工业现场总 线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN 总线。
CAN 最初出现在汽车工业中，80年代由 德国Bosch公司最先提出。最初动机是 为了解决现代汽车中庞大的电子控制装 置之间的通讯，减少不断增加的信号线。
主，均可向它点发出信息。 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采用非破坏总线仲裁技术：冲突-仲裁-优
先级高先行。 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。
CAN总线特点
直接通信距离最远达10km（速率5KB/s以 下）。
通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长 40m）。