CAN-BUS基础(学校风格)
- 格式:ppt
- 大小:13.70 MB
- 文档页数:262
全车电器实验台(can-bus)使用说明书学院:工业制造班级:2010级车辆一班姓名:***全车电器实验(can-bus)摘要:该说明书主要分为2个部分,第一部分:总体介绍所研究的实验模板的内容。
第二部分:分系统讲解各个部件的电路结构和工作内容、原理。
第一部分教学实验台展示了丰田车型的电路系统几大模块的电路线路以及CAN、LIN总线在该车型的应用体现。
首先,说明几个概念,即对CAN、LIN总线的认知。
CAN 是Controller Area Network 的缩写,是ISO国际标准化的串行通信协议。
在汽车产业中,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。
CAN总线由2根线组成,系统又分为高速和低速,高速CAN系统采用硬线是动力型,速度:500kbps,控制ECU、ABS等;低速CAN是舒适型,速度:125Kbps,主要控制仪表、防盗等。
LIN (Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。
LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能,因此LIN总线是一种辅助的总线网络。
在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN 总线可大大节省成本。
如图所示,该车型电器系统有can、lin总线共同组成。
其中BATT、IG、ACC、ST这4根线代表蓄电池电源、点火电源、辅助电源、启动电源,它们为所有的电器供电。
以can网为主网,发动机ecu控制发动机内部执行器的运作,并将转速、车速、油温等数据共享至全车,在仪表上显示出来。
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第6章 CAN 总线应用层协议——CANopen1.1 CANopen 主站设备及其应用由于可靠性、实时性、低成本、抗干扰性、兼容能力等多个方面的优势,CAN-bus 与其高层协议CANopen 已成为了车辆数据通信系统的事实标准,并普遍应用于所有的可移动设施,例如船舶舰艇、客车火车、升降电梯、重载车辆、工程机械、运动系统、分布式控制网络等。
几乎所有的通用 I/O 模块、驱动器、智能传感器、PLC 、MMI 设备的生产厂商都提供有支持CAN-bus 与CANopen 标准的产品。
只要符合 CANopen 协议标准及其设备协议子集标准的系统,就可以在功能和接口上保证各厂商设备的互用性和可交换性。
1.1.1 CANopen 网络特点作为标准化应用,CANopen 建立在设备对象描述的基础上,设备对象描述规定了基本的通信机制及相关参数。
CANopen 可通过总线对设备进行在线配置,与生产厂商无关联,支持网络设备的即插即用("Plug and Play")。
CANopen 支持2类基本数据传输机制:PDO 实现高实时性的过程数据交换,SDO 实现低实时性的对象字典条目的访问。
SDO 也用于传输配置参数,或长数据域的传输。
CANopen 既规定了各种设备之间的通信标准,也定义了与其他通信网络的互连规范。
1.1.2 CANopen 网络中的设备分类在说明CANopen 网络设备分类之前,我们有必要先了解其网络通信模型。
CAN-bus 支持 “生产者-消费者”通信模型,支持一个生产者和一个或多个消费者之间的通信关系。
生产者提供服务,消费者接收则可以(消费)或忽略服务。
需要注意,CANopen 标准作为CAN-bus 的应用层协议之一,除了支持上述服务类型外,还支持“客户端-服务器”通信模型。
奔驰S级轿车的CAN BUS系统的基础总结与分析正确的CAN BUD 波形图首先,简单介绍一下什么是CAN总线,以及一些基本结构,CAN总线技术,一般我们称它为,控制器局域网。
简单来说,就是把车辆上面,控制单元,用总线连接在一起,互相通信。
共享每个控制单元锁采集的一些数据。
举个最简单的例子.奔驰S级,变速箱换挡,最基本参考是车速与发动机负荷(即驾驶员的需求,,油门踏板的踩下或者说节气门的开度反应了驾驶员得负荷请求)。
对于普通车辆,如果变速箱需要获得这两个信号,就必须直接从之后两个控制单元去采集信号,就比如最早的节气门系统,除了有信号线通到ME电脑,还有一根信号线肯定是通到变速箱电脑的。
所以这样没有总线的系统,会存在许多问题,例如,随着车辆电子集成度得提高,车辆内的布线会越来越多过多的线路,导致成本增加,并且过多的线路,也是会造成故障的易发性。
而且会阻止车辆的发展。
CAN总线技术就是在这种情况下研究出来的。
在说一下CAN总线的结构,一般情况下,CAN总线包括1—总线,汽车上面一般由双绞线组成,双绞线最大的作用是降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波都会被另一根线上发出的电波抵消。
这样很利于CAN线的传播,并且有些CAN线可以运行单线模式,即使一条CAN线故障,整个CAN系统,还可运行。
同时,两条CAN线,一条有故障,另外一条还可以负责,确认故障。
2 CAN收发器(一般集成与控制单元呢,每个控制单元内,都有一个接收器,和一个发送器,用于在总线上,将自己需要的信息接收利用,同时将自己采集的信息,传递至CAN总线上,以便其他控制单元使用。
3—终端电阻,终端电阻作用为防止数据在终端被反射,并以回声的形式返回,数据在终端的反射会影响数据的传输。
在奔驰S级上面,终端电阻,有两种形式存在,一种位于CAN分配器中,一种位于某些控制单元内,(这个后面会具体介绍)4网关, 网关的主要功能是使连接在不同的数据总线上的控制单元能够交换数据。
关于大众CAN-BUS总线诊断系统(速腾、斯柯达一键升窗、舒适功能设定等关于CAN-BUS总线诊断系统CAN是最新款大众、奥迪、SEAT和斯柯达汽车诊断通信的一种新方式。
不同于以前使用K线诊断通信的ISO9141系统,新CAN总线系统比以前的ISO9141系统要快得多(500 kbps与10.4 kbps的区别)。
运用CAN诊断必须要有新的硬件和软件。
诊断过程1.连接5053线至电脑2.发现新硬件,搜索驱动位置指向5053安装目录3.打开方向盘下面的储物盒,打开到最大角度,直到下不去了,用钥匙顶一下里面有个档片,这样盖子又能下来一定角度,注意用力要轻,免得档片断掉,断了我估计盖不上了吧。
大可不必把整个盖子拆下来。
4.一头连接至CAN-BUS接口,一头连接电脑启动软件5.启动vag-5053软件,注意一定要将车和电脑连接才能启动软件,否则软件将无法启动。
6.进入“系统配置”,确认COM端口为USB,点击测试,确认状态正常,最后点击“保存”。
7.进入“选择控制模块”8.进入相应的模块,比如需要修改“中央便利系统”,选择“46”,再选择“07重新编码”,点击“长编码帮助”。
提醒:操作前:请把原编码记下来,以后有问题可以改回来。
9.选择要打开的功能吧。
建议一次改一个,一个个功能试。
10.选择完毕,点击Transfer Coding,最后点击“确定”保存新的编码。
编辑本段新的功能速腾可以通过5053线调出的一些功能。
一键升窗先来解释一下“一键升窗”,原车在锁车后要一直按住摇控器锁键不能松手,没关的玻璃才会升到顶,按到中途松开遥控器玻璃窗就会停下来.现在更改编码后只要按一下键摇控的关门键玻璃窗就可以直接关上了。
注:可一键关闭所有的车窗,包括天窗。
1、舒适系统零件号为1K0 959 433 AM准备一条数据线,连上电脑,用5053软件进入到46,点击07单元,只要将原来的编码:19D8 02(08) 7F2D 8405 484F 01E0 11A0 改成 19D8 02(48) 7F2D 8405 484F 01E0 11A0,拔掉钥匙,打开车窗,然后锁车,按住锁车键不放,直到玻璃启动,放开锁车键,车窗玻璃仍然上升。
实验三熟悉XK-TB-CAN型汽车can-bus系统实训台及CAN-BUS数据总线结构及工作原理一、实验目的掌握XK-TB-CAN型汽车can-bus系统实训台的工作原理及CAN-BUS数据总线结构及原理。
二、实验设备XK-TB-CAN型汽车can-bus系统实训台三、XK-TB-CAN型汽车can-bus系统实训台的简介1.系统组成XK-TB-CAN型汽车can-bus系统实训台采用大众帕萨特汽车CAN总线系统,主要由舒适性控制电脑、左前门控制单元、右前门控制单元、左后门控制单元、右后门控制单元、各门锁及开关、仪表、点火钥匙、线路图、舒适系统元件及信号采集和测量看板组成。
如图1所示。
图1XK-TB-CAN型汽车can-bus系统实训台2.功能特点(1)充分展示CAN-BUS数据传输网络系统的组成结构和电路元件通过数据传输执行工作,清晰观察到各总成的机械结构。
(2)具有诊断连接功能,可通过汽车故障电脑诊断仪对整个动力系统和舒适系统的CAN数据传输网络及终端控制单元进行检测。
(3)通过组合仪表的网关控制连接,可把舒适系统数据网络连接,组成CAN网络系统。
(4)彩色喷绘原理图面板,并演示各开关及执行器的动态工作过程。
(5)无需蓄电池,用DC12V电源,减少充电的麻烦,电源有防短路功能。
(6)智能设置故障功能,可连接PC机使用设置故障。
(7)配置OBD-II标准诊断接口,能读取动态数据流、故障码等参数。
3.实训台正常运行模式(1)插上漏电保护电源插头,按下试验按钮,检查插头的安全性能。
(2)打开电源开关,电源开关指示灯应点亮,否则检查电源连接情况。
(3)打开点火开关,仪表指示灯亮,用手操纵控制开关按钮,闭锁器、玻璃升降器应动作正常,否则根据线路图1-9检查线路连接。
(4)每个闭锁器每个闭锁器都有一个监测点,用示波器和万用表检测总线的波形和电压。
(5)电脑解码功能,我们自带的5053软件根据使用手册安装到电脑上。
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.
文章源自广州致远电子有限公司,转载或引用请注明出处
1 第2章 CAN 节点设计
1.1 MCU 与CAN 控制器电路的连接
前面部分的内容已经单独介绍了CAN 控制器电路和MCU 电路的设计,但是却没有说明这两部分电路的具体引脚连接,于是决定单独使用一个小节来讲解MCU 与CAN 控制器电路的引脚连接关系,希望通过这样的方式可以帮助读者更清楚CAN 控制器和MCU 之间的关系,更好理解以后章节中出现的控制程序。
1.1.1 MCU 和CAN 控制器的引脚连接
由于在电路设计时已经把SJA1000当成了MCU 的外部RAM ,那么在电路连接的时候SJA1000的引脚也必须符合MCU 外扩RAM 的连接要求,具体的连接方法就是将错误!未找到引用源。
中接头CZ1和错误!未找到引用源。
中的接头CN1及CN2按表2.1所示的引脚对应关系连接。
表2.1 SJA1000模块和MCU 引脚的连接关系
INTCAN 是SJA1000的中断输出脚,所以将其接MCU 的外部中断输入引脚P3.2,这样可以让MCU 及时检测和响应SJA1000发生的各种中断异常,而RSTCAN (RSTCAN 与SJA1000的RST 脚相连)接单片机的P1.2则是为了方便MCU 控制SJA1000的复位信号。
WR 、RD 、和ALE 分别是写使能信号、读使能信号和地址锁存信号,在访问SJA1000的过程中主控制器会自动输出这些控制信号,SJA1000在接收这些信号后就会在其接口管理逻辑的控制下完成MCU 请求的各种功能。
CANBUS总线说明CANBUS特性系统采用CANBUS通讯方式,设计为现场总线连接方式,即是手拉手接线方式组网非常方便,终端上并跳接120欧姆电阻,总线方式实现“即插即用”的便利条件。
CAN总线可以由多个子网络组成,每个子网络必须满足以下条件:(1)同一网络中允许挂接110个节点(2)传输距离最远为10千米如果子网络超出以上任一条件,须增加网络桥扩展可组成多重网。
以下是CANBUS单个网络的结构:CAN总线方式优点:1、线路简单有利于综合布线,节省管线材,具有组网自由、安装方便、扩充容易,改造灵活。
2、硬件连接简单, 具有实时性强、可靠性高、通信速率快、结构简单、互操作性好、总线协议具有完善的错误处理机制、灵活性高和价格比高。
3、数据传输速率高,在传输距离小于40 m时,最大传输速率可达1 Mb/s,传输距离10km时速率达5kbps。
4、传输距离远,扰干扰能力强。
5、具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
6、采用点对点、一点对多点及全局广播几种数据收发方式。
7、实现单点、双点、多点、区域、群组控制、场景设置、定时开关、亮度手自动调节、红外线探测、集中监控、遥控等多种照明控制控制。
8、可实现全分布式多机系统,并且无主、从机之分,每个节点均主动发送报文,可方便地构成多机备份系统。
9、采用非破坏性总线仲裁技术,两个节点同时上传送数据时,优先级低的节点主动停止数据发送,优先级高的节点可不受影响地继续传输数据,有效避免了总线冲突。
10、短帧结构总线上每帧有效字节数最多为8个,并有可靠的错误检测和处理机制CRC 循环冗余校验措施,受干扰数据出错率极低,万一某一节点出现严重错误,可自动脱离总线,总线上的其他操作不受影响。
11、控制回路与强电分离,采用弱电DC24VCANBUS综合布线CANBUS总线为4线制现场总线采用STP 4*0.75将其所有元件连成一个网络,为了保证系统通讯的可靠,布线时CAN总线尽量不与强电缆共用同一线槽,应将CAN总线单独穿钢管或PVC管敷设,并与电力电缆的水平距离至少大于300mm,下列为某项目布线图:1、CANBUS总线(控制面板)采用STP 4*0.75手拉手方式进行连接汇聚于配电箱。
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第7章 CAN 总线应用层协议——DeviceNet1.1 DeviceNet 规范DeviceNet 是全球使用最广泛的现场总线之一。
DeviceNet 是基于CAN 总线技术并符合全球工业标准的开放型通信网络。
虽然定位于工业控制的设备级网络,但是它采用了先进的通信概念和技术,仅通过一根电缆将工业设备接成网络。
网络中不仅有底端的工业设备,还有像变频器、HMI 这样复杂的设备,这样不仅降低了系统的复杂性,还减少了设备通信的电缆硬件接线,提高系统可靠性,降低安装、维护成本,是分布式控制系统的理想解决方案,因而在世界范围内获得了大力推广和广泛应用,并已成为国际标准、欧洲标准和我国的国家标准。
1.1.1 DeviceNet 规范简介DeviceNet 规范定义了一个网络通信标准,以便组成工业控制系统的各个设备之间可以进行数据通信。
DeviceNet 规范除了提供ISO 模型的应用层定义之外,还定义了部分物理层和数据链路层。
规范中不仅对DeviceNet 节点的物理连接也作了规定,连接器、电缆类型、长度以及与通信相关的指示器、开关、相关的室内铭牌都作了详细规定。
DeviceNet 是建立在CAN 协议基础之上,沿用了CAN 协议所规定的物理层和数据链路层,并补充了不同的报文格式、总线访问仲裁规则及故障检测和隔离方法。
DeviceNet 的功能和特点如表7.1所示。
表7.1 DeviceNet 特点DeviceNet 的应用层协议则采用的是通用工业协议(CIP )。
CIP 是一个在高层面上严格面向对象的协议。
每个CIP 对象具有属性(数据),服务(命令),连接和行为(属性值与服务间的关系),其主要功能有两个:一是面向连接的通信;二是定义了标准的工业应用对象。
下文详细介绍通信部分。
CIP 通信最重要的特点是它用不同的方式传输不同类型的报文,根据报文质量要求将需要发送的报文分为:显式报文和隐式报文。
广东省交通高级技工学校2010年汽车维修高级技师论文汽车CAN-BUS总线的认识与检测李明海广东省交通高级技工学校2010.05.23目录一、摘要 (2)(一)、关键词 (2)二、前言 (2)三、正文 (2)(一)、CNA简介 (2)(二)、CAN总线的结构 (3)(三)、CAN总线的故障 (3)(四)、CAN总线的检修 (4)(五)、结论 (5)参考文献 (5)汽车CAN-BUS总线的认识与检测广东省交通高级技工学校李明海一、摘要随着汽车电器设备和各种自动控制设备在现代汽车上的使用越来越广泛,传统的点对点连线通信方式已经不能满足现在的要求,汽车CAN总线技术是一种全新的汽车电控系统信息通信方式,在信息传递、资源共享方面有着独特的优势,并可有效减少线束的长度和节点数量,介绍了CAN总线故障及检测和维修方法。
关键词:汽车; CAN-BUS 总线;检测二、前言随着汽车发动机电控装置(EECS)、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置(SRS)、防滑控制系统(ASR)、牵引力控制系统(TRC)、车辆稳定控制系统(VSC)、巡航系统(CCS)等电子控制单元数量的增多,同时伴随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,车上的电控单元(ECU)数量日益增多。
在这种情况下,如果仍采用常规的布线方式,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致车上电线数目急剧增加,使得电线的质量占整车质量的4%左右,甚至更多。
电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性,增加了维修的难度。
为了有效整合车内信号传输通路,减少不必要的传输线缆,减少线束、降低成本、优化结构,必须采用一种线束少、信息传输快、可控性强的信息传递系统,因而,一种新型的信息传递技术CAN总线技术产生了。
三、正文(一)、CAN 简介CAN 总线全称为“控制器局域网(CAN-CONTROLLERAREA NETWORK)”。
速腾 CAN Bus 5053知识汇总前言:来控制汽车上电子设备。
而这个行车电脑可现在的汽车都有个行车电脑,用以通过相应接口,接上数据线与外部的电脑(笔记本或者台式机)链接,通过软件进行参数设置进而控制汽车的设备。
一些基础知识:CAN是什么?为什么它如此重要?CAN就是控制器局域网络的意思。
CAN是与最新款大众、奥迪、SEAT和斯柯达汽车诊断通信的一种新方式。
不同于以前使用K线诊断通信的ISO9141系统,新CAN总线系统比以前的ISO9141系统要快得多(500 kbps与10.4 kbps的区别)。
运用CAN诊断必须要有新的硬件和软件。
随着K线逐渐被CAN总线取代,使用CAN总线诊断工具是你唯一的选择。
CAN总线诊断系统适用于以下车型2005年以前所有VW、Audi、Skoda、Seat系列车型;必须要有CAN总线诊断系统才能诊断的车型:(速腾底盘类型:VW G/J MK5)所有高尔夫5 (A5平台)2003年后大众途安(1T底盘)2004年后高尔夫(1K底盘)2004年后VW Caddy (2K底盘)2004年后Seat Altea (5P底盘)2004年后斯柯达欧雅(1Z底盘)2005年后Seat Toledo (5P底盘)2005年后高尔夫Plus长编码都是16进制的,A不是代表字母,而是十六进制的10,B\C\D\E\F,则分别代表11、12、13、14、15,将的将1改为101改为A就是相当于十进制5053线:常说的5053线就是一个数据线,用来连接行车电脑和笔记本测试电脑的。
在电脑上需要装上调试软件,这个在你买线的时候就有。
准备工作1.连接5053线至电脑2.发现新硬件,搜索驱动位置指向5053安装目录3.打开方向盘下面的储物盒,打开到最大角度,直到下不去了,用钥匙顶一下里面有个档片,这样盖子又能下来一定角度,注意用力要轻,免得档片断掉,断了我估计盖不上了吧。
大可不必把整个盖子拆下来。
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第1章 现场总线CAN-bus1.1 CAN-bus 数据链路层我们已经知道物理层实现了信号的传输,那么信号是如何运送数据的、多个节点同时发送时怎么办、如何保证数据的可靠性、发生错误时怎么办、以及发送与接收目标如何选择呢?这些工作都是在数据链路层完成的。
1.1.1 CAN 帧类型CAN-bus 通信是通过五种类型的帧进行的,它们分别是数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔,其种类及用途如表1.1所示。
表1.1 帧的种类及用途1.1.2 数据帧CAN-bus 的用途就是在各个节点之间建立起交换数据的桥梁,数据帧就像卡车一样,承担了运送数据的功能。
目前使用最广泛的CAN-bus 标准是V2.0版本,该标准在发布之初就制定了A 和B 两部分,称为CAN2.0A 和CAN2.0B 。
这两个部分的主要区别是仲裁区域的ID 码长度不同,CAN2.0A 为11位ID ,称为标准帧。
CAN2.0B 为29位ID ,称为扩展帧。
这两种标准的设备一般不会在同一个物理网络中混合使用。
数据帧由7个段组成,帧结构如图1.1所示,各段的结构如图1.2所示,作用如表1.2所示。
帧起始控制段数据段CRC 段应答段帧结束图1.1 数据帧结构文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.图1.2 数据帧各段组成 表1.2 数据帧各段功能1. 帧起始表示数据帧的开始,由单个显性位构成,在总线空闲时才允许发送。
所有节点必须同步于首先开始发送帧的起始位。
2. 仲裁段我们知道一个CAN-bus 线缆上会挂接很多CAN 节点,它们都可以主动发送报文。
我们可以想象如果在同一时刻有多个节点同时发送数据帧,则可能出现数据互相干扰的问题,就像一条铁轨不能在同一时刻跑多列火车一样。
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第7章 CAN 总线应用层协议——DeviceNet1.1 DeviceNet 传感器从站设备的开发传感器设备是工业自动化、仪器仪表及其它的生产活动中使用最广泛的设备之一。
使用传感器也是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
早期传感器设备都是直接与控制器进行连接,并且各个传感器设备之间无法进行通信。
在一个庞大的控制系统中,可能拥有各种各样的传感器设备,采用传统的点对点通信方式,会导致整个系统布线复杂、运行效率低、维护成本高等缺点。
CAN 总线的推出使得系统布线得到最大程度的改善,基于CAN 总线应用层的DeviceNet协议不仅改变了设备与控制系统之间的通信方式,更增加了设备级的诊断功能。
1.1.1 XGate-DVN10简介广州致远电子股份有限公司长期致力于DeviceNet 产品的研发,推出了一款非常易于使用、稳定可靠的DeviceNet 从站协议转换模块——XGate-DVN10。
作为通用DeviceNet 从站设备,其内部已经集成了从站协议栈代码,且所有功能通过ODVA 的一致性测试软件(A21)的测试,保证了与其它DeviceNet 设备的良好兼容性。
XGate-DVN10为DIP24封装,拥有较小的占位面积(6cm 2),使其更容易集成到用户设备中。
其硬件设计比较简单,图7.1所示为XGate-DVN10应用简图,用户只需要将模块嵌入到传感器设备中,与CPU 的串口连接便可完成设计。
图7.1 XGate 设计框图本小节将介绍如何利用XGate-DVN10模块设计一款基于DeviceNet 从站协议的多功能传感器模块。
1.1.2 传感器模块硬件设计本节所设计的传感器系统包含了4路温度和8路霍尔传感器信号。
温度传感器使用线性度较好的模拟温度传感器,并采用12位的模拟数字转换芯片(A/D )对信号进行采集。