汽车总线系统的原理和故障诊断 第2章 总线系统的原理

CAN数据总线由一个控制器，一个收发器，两个数据传输终
端以及两条数据传输线组成。
除了数据传输线，其他元件都置于控制单元内部。CAN收发器
数据传输终 端
数据传输线
数据传输终 端
2．CAN控制器 接受由控制单元中的微电脑传来的数据oCAN控制器对这些 数据进行处理并将其传往CAN收发器。同样，CAN控制器也 接受由CAN收发器传来的数据，对这些数据进行处理并将其 传往控制单元中的微电脑.
汽车总线系统的原理和故障诊断
二．总线系统的原理
1．概述
车辆中传统的电子技术是，为车辆中的每个电气部件至少 在电线束中敷设一根相应横断面的导线。例如控制尾灯时 ，就敷设一根从灯开关到灯泡的导线。
传统电子技术中通过单独的导线连接各个单个用电器 故障诊断可通过测量相应导线上的信号变化过程进行。 当电子装置进入车辆中时，一开始也保留了这种信号传输方 式。为每个必须在控制单元之间交换的信息在电线束中敷设 了一根附加导线。很多车辆包含大量电子控制系统。车辆中 电子装置的增长一方面由客户对更高行驶安全性和更高行驶 舒适性的要求决定，另一方面是为了满足立法部门对改进排 气状态和减小耗油量的要求。能够胜任这些要求的控制单元 已在发动机控制、变速箱控制和节气门控制以及防抱死系统 (ABS) 或加速防滑控制 (ASR) 中使用较长时间。
5．数据传递的原理
CAN数据总线中的数据传递就像一个电话会议。 讲：一个电话用户（控制单元）将数据“讲”入网络中， 其他用户通过网络“接听”这个数据，对这个数据感兴趣的 用户就会利用数据，而其他用户则选择忽略。
1. 对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，而其他用户 则选择忽略
1．CAN数据总线由哪些元件组成?
1．原理：
CAN是控制单元区域网络（Controller Area Network）的 缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。
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。
2、数据传递形式
CAN总线是控制单元间的一种数据传递形式，它连接各个控 制单元形成一个完整的系统。 一个控制单元从整个系统中获得的信息越多，那么它协调其 自身的功能会更好。
2．各控制单元间的所有信息都通过两根数据线进行交换： 数据总线。
所有信息都通过两根数据线进行传递。 通过该种数据传递形式，所有的信息，不管控制单元的多 少和信息容量的大小，都可以通过这两条数据线进行传递。
只用一根单独的导线朝两个方向传输数据， 因而采用半双工 模式传输数据。
连接的控制单元执行本地内部连接网络指令器的功能。
借助于光纤 数据交换总线
光纤数据交换总线传输数据、声音或图像时的数据
4．CAN数据传输系统
由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车 运行参数进行控制，因而汽车控制器的数量在不断的上升， 从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单 元数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集 。为此德国BOSCH公司开发了一种设计先进的解决方案－ CAN数据总线，提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器 之间进行数据交换。
CAN收发器
CAN收发器
数据传输终 端
数据传输线
数据传输终 端
3．CAN收发器 它本身兼具接收与发送的功能。它将CAN控制器传来的数据 化为电信号并将其送入数据传输线。同样，它也为CAN控制 器接收和转化数据。
CAN收发器
CAN收发器
数据传输终 端
数据传输线
数据传输终 端
4．数据传输终端 它是一个电阻器。它防止数据在线端被反射，以回声的形式 返回，这会影响数据的传输。 数据传输线它是双向的，对数据进行传输。两条线分别被称 为CAN高线、CAN低线。
控制单元通过单根导线的常规接线 这使得导线束无限膨胀。此外对每个信息来说，在发送控制 单元上需要一个输出端，在接收控制单元上需要一个输入端 。于是需要非常多的插头连接，随之而来的是易受干扰性增 大。
为了排除这些缺点并同时为车辆打开一条优化和进一步发展 之路，必须寻找和踏上新的途径。 在高度发展的车辆中，控制单元通过总线系统相互连接。总 线是由一根或多根导线构成的电缆，在车辆中通常由两根导 线构成。
在车辆电子装置的进一步发展中，承担复杂控制任务的控制 单元应互相协作。这时所实现功能的复杂性使控制单元之间 的大量数据交换不可避免。过去数据传输通过车辆电线束中 的普通导线进行。然而由于控制单元功 能的复杂性不断增加，只有用可观的费用才能实现。每个信 息都需要一根新导线。
索引 1 2 3
说明 控制单元 1 控制单元 2 导线
动力传动系统中的上列控制单元组成了一个完整的CAN系统： • 发动机控制单元.自动变速器控制单元.ABS控制单元. • 舒适系统中的上列控制单元组成了一个完整的CAN系统： • 中央控制系统.车门控制系统
3、该系统的优点
(1)如果需要增加额外信息，只需修改软件即可。 (2)通过控制单元和辅助安全措施对传递信息的持续检查，可 以达到最低的故障率。 (3)利用最少的传感器信号线来传递多用途的传感信号。 (4)控制单元间实现高速数据传递。 (5)控制单元和控制单元插角最小化应用，从而节省更多有用 空间。 (6)CAN数据总线符合国际标准，便于不同的控制单元进行数 据交换。
2．原理：
控制单元通过网络交换数据。
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。
3．数据传递
目前在车辆上应用的数据传递形式有两种： 1．每项信息都通过各自独立的数据线进行交换。 例如下列中，共需要五条数据线来传递数据，每项信息都 需要一个独立的数据线，随着所需信息两的增加，数据线的 数量和控制单元的针脚数也会相应增加。
索引 1 2 3 4
说明 控制单元 1 控制单元 2 终端电阻 双线总线导线
通过双线总线导线连接控制单元 在总线系统上可并行连接多个控制单元。为了避免通过导 线传输数据时发生故障，在总线导线的末端连接终端电阻。 在双线总线系统中使用双绞线，并以所谓的推挽方式传输信 号这样就能够实现，显著降低外部干扰并通过双线导线非常 抗干扰地传输数据。