汽车通信-CAN总线详解
- 格式:doc
- 大小:1.43 MB
- 文档页数:14
汽车CAN总线技术简单介绍CAN总线技术是一种用于汽车系统间通信的串行总线标准。
它最早由德国Bosch公司于1986年引入,现已成为各种车辆的标准通信接口。
CAN总线技术以其高可靠性、高带宽、易于开发和可扩展性等优点而受到广泛应用。
CAN总线技术采用串行通信方式,可以连接多个控制设备和传感器,实现车辆内各个电子控制单元(ECU)之间的数据交换。
CAN总线的主要特点是多主结构、分时共享和通信优先级控制。
在CAN总线技术中,每个ECU都被称为一个节点,节点之间通过双线(CAN_High和CAN_Low)进行通信。
CAN总线采用差分通信方式,即CAN_High与CAN_Low之间的电压差是数据传输的信号,这种方式使得CAN总线在工作距离较长时仍能保持良好的信号质量。
CAN总线技术中,节点之间的通信采用帧的形式。
CAN帧包括了ID(标识符)、数据段和帧检验序列(CRC校验)。
ID用于标识CAN帧的优先级和内容,数据段用于存储实际数据,CRC校验用于验证数据的完整性。
CAN总线技术支持两种通信模式:广播模式和点对点模式。
广播模式是指当一个节点发送了一帧数据后,其他节点都可以接收到该帧数据。
点对点模式则是指只有特定的节点才能接收到一些节点发送的数据帧。
CAN总线技术可以实现高速的数据传输,其传输速率可以达到1Mbps或更高。
此外,CAN总线支持实时数据传输,可以满足复杂的控制系统对低延迟的要求。
CAN总线技术的另一个优点是可靠性。
由于CAN总线采用了冲突检测和错误检测机制,能够及时发现和纠正数据传输中的错误。
当多个节点同时发送数据时,CAN总线会自动检测到冲突,并采用非破坏性的方式将发送冲突的帧标记为错误帧,从而保证数据传输的可靠性。
此外,CAN总线技术还具有良好的可扩展性。
对于需要添加新的传感器或控制设备的系统,只需添加新的节点并连接到CAN总线上即可实现数据交换,而无需进行其他的复杂改动。
总之,CAN总线技术是一种高可靠性、高带宽、易于开发和可扩展性的汽车系统间通信标准。
浅谈can总线在汽车上的应用
CAN总线是指控制器区域网络总线,是一种基于串行通信的短距离通信协议,通常应用于汽车电子系统中,使得车辆内部的各种设备可以进行互联,从而实现车辆的智能化控制。
在汽车上,CAN总线可以应用于如下几个方面:
1. 发动机控制:汽车的发动机是最核心的部分,通过CAN总线连接发动机控制模块,可以实现发动机的高效控制,比如更好的加速和燃油经济性。
2. 刹车控制:刹车是汽车行驶中重要的控制部分,通过CAN 总线,可以实现刹车的智能控制,比如自动制动和紧急制动等功能。
3. 灯光控制:汽车灯光是行驶中的重要信号,通过CAN总线连接灯光控制模块,可以实现灯光的自动控制和节能减排,比如自适应大灯等功能。
4. 仪表板控制:汽车仪表板是车辆状态的直观反馈,通过CAN总线连接仪表板控制模块,可以实现多种状态的显示,比如车速、油量、排气等级等。
5. 座椅和空调控制:汽车座椅和空调是车内舒适性的重要组成部分,通过CAN总线连接座椅和空调控制模块,可以实现个性化的控制,比如温度和座位调节等功能。
总的来说,CAN总线在汽车中的应用非常广泛,可以实现车辆内部设备之间的互联和智能控制,从而使得车辆更加安全、节能、环保和舒适。
CAN总线的介绍CAN总线是指控制器局域网络(Controller Area Network)的缩写,是一种被广泛应用于汽车电子系统的通信总线。
它最初由德国汽车制造商BOSCH于1983年开发,用于解决传统有线电缆在多个控制单元之间进行数据传输过程中所遇到的问题。
CAN总线的设计目标是提供高可靠性的实时通信,优化汽车电子系统的性能,并节省系统成本。
CAN总线的特点之一是在一个相对短的物理线路上能实现高速数据传输。
它的传输速率通常为1 Mbps,且可在特殊情况下扩展至10 Mbps。
CAN总线可以支持多达110个节点连接在同一总线上,并且在同一车辆或系统内部的多个子网之间提供通信。
CAN总线使用了一种全双工的通信方式,即任何节点都可以同时发送和接收数据。
这也意味着不同的节点可以通过总线实时地进行数据沟通。
此外,CAN总线还具备高度容错性和冗余性,即使在总线上存在故障或节点故障的情况下,仍能保持通信稳定和可靠。
CAN总线的传输机制采用了一种基于优先级的非中断方式。
当一个节点想要发送数据时,它会使用一个帧来尝试传输。
如果总线上没有其他节点正在发送数据,则该帧可以立即传输。
如果有多个节点同时发送数据,CAN总线会根据每个节点的优先级来确定哪个节点能够成功发送,从而实现数据的有序传输。
CAN总线还支持多种类型的帧结构,包括数据帧、远程帧和错误帧。
其中,数据帧用于发送实际数据,远程帧用于请求其他节点发送数据,而错误帧则用于报告数据传输过程中的错误情况。
这些帧结构使得CAN总线能够满足不同类型的通信需求。
在汽车电子系统中,CAN总线被广泛应用于各种控制单元之间的通信,例如引擎控制单元、变速器控制单元、车身电子控制单元等。
它能够实现这些控制单元之间的实时数据交换,提高整车系统的性能和安全性。
此外,CAN总线还可以支持诊断和配置功能,让技术人员能够对车辆的电子系统进行故障排查和参数调整。
总之,CAN总线是一种可靠、高效的通信总线,被广泛应用于汽车电子系统。
汽车CAN基本原理介绍1.汽车CAN的概述CAN是一种串行通信协议,使用两根差分线(CAN_H和CAN_L)进行通信。
它最初是由德国公司Bosch开发用于汽车电子系统之间的通信,现在已广泛应用于汽车工业以及其他领域。
2.CAN的通信架构CAN网络由多个节点组成,每个节点都有一个唯一的标识符(ID)。
节点之间通过CAN总线进行通信。
CAN总线可以是单线或者多线的,多线的CAN总线可以提供更高的数据传输速率。
3.CAN的数据传输CAN使用基于优先级的非冲突访问控制机制。
每个节点都有一个优先级,优先级高的节点可以随时发送消息。
CAN的通信是基于消息的,消息由一个帧组成。
4.CAN的帧格式CAN帧由标识符(ID)、控制位(Control)、数据长度码(DLC)和数据域(Data)组成。
标识符用于标识消息的类型和发送方,控制位用于指示消息的类型,数据长度码用于指示数据域的长度,数据域包含实际的数据。
5.CAN的通信方式CAN的通信方式可以分为两种:广播方式和点对点方式。
在广播方式下,消息被发送到整个网络上的所有节点;在点对点方式下,消息只被发送到指定的节点。
6.CAN的错误检测和纠正CAN具有高度可靠性的特点,它可以检测和纠正错误。
CAN使用CRC 校验码来检测传输过程中发生的错误,并使用重发机制来纠正错误。
7.CAN的速率和距离CAN的传输速率可以根据具体需求进行选择,通常可以达到1Mbps。
CAN的最大传输距离可以达到数百米,如果需要更远的传输距离,可以使用CAN的中继器或者光纤转换器。
8.CAN的应用9.CAN的发展趋势随着汽车电子系统的不断发展,CAN也在不断演进。
CAN已经从最初的CAN 2.0发展到CAN FD(Flexible Data Rate),可以实现更高的数据传输速率和更大的数据负载。
总结:汽车CAN是一种高度可靠且高效的通信协议,它在汽车电子系统中起到了至关重要的作用。
它以其稳定的性能、优秀的错误检测和纠正能力以及广泛的应用领域而受到了广泛的认可和应用。
CAN总线及应用实例(1)CAN特点●CAN为多主方式工作,网络上任意智能节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息,而不分主从,且无需站地址等节点信息,通信方式灵活。
利用这特点可方便地构成多机备份系统。
●CAN网络上的节点信息分成不同的优先级(报文有2032种优先权),可满足不同的实时要求,高优先级的数据最多可在134,us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,大大节省了总线冲突仲裁时间。
●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收发数据,无需专门“调度”。
●CAN的直接通信距离最远可达l 0km(速率5kbp以下):通信速率最高可达Mbps(此时通信距离最长为40m) 。
●CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达110个;报文标识符可达2032种(CAN2.0A),而扩展(CAN2.0B)的报文标识符几乎不受限制。
(2)CAN总线协议CAN协议以国际标准化组织的开放性互连模型为参照,规定了物理层、传输层和对象层,实际上相当于ISO网络层次模型中的物理层和数据链路层。
图3.9 为CAN总线网络层次结构,发送过程中,数据、数据标识符及数据长度,加上必要的总线控制信号形成串行的数据流,发送到串行总线上,接收方再对数据流进行分析,从中提取有效的数据。
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,数据在网络上通过广播方式发送。
其优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制(实际中受网络硬件的电气特性限制),还可使同一个通信数据块同时被不同的节点接收,这在分布式控制系统中非常有用。
CAN 2.0A版本规定标准CAN的标识符长度为11位,同时在2.0 B版本中又补充规定了标识符长度为29位的扩展格式,因此理论上可以定义2的11次方或2的19次方种不同的数据块。
遵循CAN 2.0 B协议的CAN控制器可以发送和接收标准格式报文(11位标识符)或扩展格式报文(29位标识符),如果禁止CAN 2.0B则CAN控制器只能发送和接收标准格式报文而忽略扩展格式的报文,但不会出现错误。
汽车CAN总线技术及故障分析一、汽车CAN总线技术概述CAN(Controller Area Network)总线是一种多控制器通信的串行通信协议,最早在20世纪80年代由德国BOSCH公司研发。
它主要用于汽车电子控制系统中的各个电子控制单元(ECU)之间的数据传输和通信。
CAN总线采用串行通信方式,通过两根数据线CAN_H和CAN_L传输数据,并且具有较高的传输速率和抗干扰能力。
它的数据帧格式包括起始位、标识符、控制位、数据位和校验位等,能够实现多路并行通信和数据广播。
二、CAN总线的优势和应用1. 高速传输能力:CAN总线的数据传输速率较高,可以达到每秒几百万位的速度,满足复杂的控制系统对数据传输的要求。
2. 抗干扰性强:CAN总线具有良好的抗干扰能力,能够在汽车电气系统中稳定工作,不受其他电子设备的电磁干扰影响。
3. 可靠性高:CAN总线采用分布式控制的结构,即使一个设备发生故障,也不会影响整个系统的工作。
4. 系统成本低:CAN总线使用简单的数据通信结构,减少了硬件和软件的开销,降低了系统成本。
5. 应用广泛:CAN总线广泛应用于汽车电子控制系统中,包括发动机控制、制动系统、车身电子等多个方面。
三、CAN总线故障分析方法在汽车CAN总线系统中,常见的故障有线路断开、短路和节点故障等。
为了及时发现和排除故障,需要采用一些故障分析方法。
1. 故障诊断仪:可以通过CAN总线故障诊断仪对整个CAN总线进行诊断和故障检测,通过读取错误码和故障信息,定位故障的具体位置。
2. 信号强度测试:可以使用接收信号强度指示器(RSSI)等测试工具,对CAN总线上的信号强度进行测试,以判断是否存在线路断开或短路等问题。
3. 隔离测试法:将CAN总线系统分成几个部分,逐一检测,以确定具体是哪个节点出现故障,并进行修复或更换。
4. 故障仿真法:通过电脑模拟软件对CAN总线系统进行故障仿真,模拟故障情况,快速定位故障节点。
CAN总线教程详解CAN总线是一种现代的、高性能的通信总线技术,被广泛应用于汽车电子、工业控制、航空航天等领域。
CAN总线具有高可靠性、高带宽、低延迟等优点,能够满足实时性要求较高的应用场景。
本文将对CAN总线的基本原理、通信方式、物理层、协议以及应用进行详细介绍。
首先是CAN总线的基本原理。
CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信总线,其基本原理是利用差分信号传输数据,实现多个节点之间的通信。
CAN总线采用一种分布式的控制方式,多个节点可以同时进行发送和接收数据,而不会造成冲突。
此外,CAN总线还采用了一种优先级的机制,更高优先级的节点可以中断低优先级节点的传输,从而实现数据的有序传输。
接下来是CAN总线的通信方式。
CAN总线支持两种通信方式:广播和点对点。
在广播方式中,一个节点发送的数据可以被其他所有节点接收,而在点对点方式中,数据只能被指定的接收节点接收。
广播方式适用于需要向所有节点发送相同的数据的应用场景,而点对点方式适用于需要向指定节点发送数据的场景。
然后是CAN总线的物理层。
CAN总线的物理层采用了差分信号传输,即通过两根线分别传输正负两个相位相反的信号。
这种差分传输方式具有抗噪声能力强、抗干扰性好等优点。
CAN总线采用了标准的线缆以及连接器,可以实现节点间的高速可靠通信。
此外,CAN总线还具有自动的错误检测和纠正机制,能够实时检测线路的故障情况。
接下来是CAN总线的协议。
CAN总线采用了一种先进的帧格式,用于定义数据的传输规则。
每一帧包括了数据、标志位、ID等字段,多个帧组成了一个消息。
CAN总线使用了基于标识符的帧过滤机制,能够实现高效的消息传输。
此外,CAN总线还支持远程帧,即节点可以向其他节点发送请求,请求其发送指定的数据。
最后是CAN总线的应用。
CAN总线被广泛应用于汽车电子领域,用于汽车内部各个控制单元之间的通信。
例如,发动机控制单元、制动系统控制单元、仪表盘控制单元等可以通过CAN总线进行数据交互。
CAN总线介绍CAN(Controller Area Network)总线是一种广泛应用于汽车、工业控制等领域的数据通信协议。
CAN总线具有高可靠性、高实时性和高带宽等特点,被广泛应用于车辆电子控制系统、航空航天、机械设备等领域。
CAN总线最早由德国Bosch公司在上世纪80年代开发,用于车辆的电子控制。
由于CAN总线在汽车电子领域的成功应用,其优势同样得到了其他领域的认可,逐渐被应用于其他工业领域。
CAN总线采用串行通信方式,可以连接多个节点,实现节点间的数据交换和通信。
1.高可靠性:CAN总线采用差分信号传输,具有较强的抗干扰能力。
在电磁干扰、噪声和抗电气干扰等环境下,CAN总线能够保持正常的数据传输,确保数据的可靠性。
2.高实时性:CAN总线具有优异的实时性能,数据传输的延迟时间很短,一般在毫秒级别。
这使得CAN总线能够满足实时应用的需求,例如车辆的实时控制系统、工业自动化过程控制等。
3. 高带宽:CAN总线的传输速率可达到1Mbps,远远超过了一般串行数据通信协议的速率。
这使得CAN总线能够传输大量的数据,满足复杂系统的通信需求。
4.易于扩展:CAN总线的节点数可以达到数百个,能够方便地扩展系统。
不同的节点可以通过CAN总线进行数据交换,实现节点之间的通信和协作。
这使得CAN总线非常适合于复杂的系统中使用,例如车辆电子控制系统中的各个控制单元。
CAN总线的应用非常广泛,特别是在汽车电子领域。
在汽车中,CAN 总线用于车辆的电子控制系统,如发动机管理系统、制动系统、安全系统等,实现不同控制单元之间的数据传输和通信。
CAN总线可以使得不同控制单元之间实时交换数据,协调各个功能模块的工作,提高整个车辆系统的性能和安全性。
除了汽车电子领域,CAN总线还应用于其他工业控制领域。
例如,CAN总线可以用于机械设备的控制系统,实现各个执行机构之间的协调与控制。
此外,CAN总线还可以用于工业自动化系统,实现各个传感器和执行器之间的数据交换和控制。
汽车can总线工作原理CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,常用于汽车内部的电子控制系统。
其工作原理如下:1. 物理层:CAN总线是基于两线制的差分传输系统,其中CAN_H和CAN_L分别是CAN总线的高电平和低电平线路。
CAN总线使用差分信号可以有效地抵消电磁干扰和噪声。
2. 数据帧:CAN总线使用数据帧来传输信息。
一个典型的CAN数据帧包括以下几个字段:- 帧起始位(Start-of-Frame):一个逻辑0的位,表示数据帧的开始。
- 标识符(Identifier):用于标识消息的优先级和内容。
标识符分为标准标识符(11位)和扩展标识符(29位)两种形式。
- 远程帧位(Remote Frame):用于指示数据帧还是远程帧。
数据帧携带实际的数据,而远程帧用于请求其他节点发送数据。
- 控制位(Control):包含帧格式和数据长度等信息。
- 数据域(Data):实际传输的数据,最多可以包含8字节。
- 校验位(Cyclic Redundancy Check):用于检测数据传输中的错误。
- 帧结束位(End-of-Frame):一个逻辑1位,表示数据帧的结束。
3. 通信方式:CAN总线采用分布式的通信方式,即所有节点可以自由地发送和接收数据。
每个节点都有独立的标识符,用于在总线上区分不同的消息。
基于标识符的优先级,CAN总线可以实现优先级抢占和车队效应等特性。
4. 碰撞检测:CAN总线允许多个节点同时发送数据,但可能会发生碰撞(Collision)的情况。
当两个节点同时发送数据,总线上的电压信号就会发生干扰,而CAN总线具备冲突检测和碰撞恢复的能力,会自动停止发送数据的节点,并且让较高优先级的节点继续发送数据。
总的来说,CAN总线通过差分传输方式、数据帧传输和分布式通信的方式,实现多个节点之间的高速可靠通信。
这种工作原理使得CAN总线在汽车电子系统中得到广泛应用,如发动机控制、刹车系统、传感器等。
车辆CAN 总线定义详解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电控模块(ECU)之间的数据交换而开发的一种串行通信协议。
汽车电子业最大的热点就是网络化。
”一位业内人士如此描述汽车网络的应用前景。
“汽车电子业最大的热点就是网络化。
”一位业内人士如此描述汽车网络的应用前景。
而控制器局域网(CAN)拥有的多主节点、开放式架构,以及错误检测及自恢复能力等优势,成为汽车网络应用的热门。
从以下一组数字中也印证了这一趋势,02年数据,全球市场上大约有一亿只CAN收发器,平均一辆车上有12个到15个低速CAN收发器,4到5个高速CAN收发器。
一些汽车专家认为,就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样,近10年来数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。
车辆CAN 总线定义详解适应实时诊断与安全性需求CAN总线成必备装置CAN总线网络技术的应用可以说是躬逢其盛。
德尔福电子与安全部中国工程经理许向东指出,随着排放法规的驱动以其在线诊断的需要,通过CAN总线将各系统中的诊断总线连接在一起,通过ECU软件来实时诊断与维修。
并且,随着安全性能日益受到重视,安全气囊也将逐渐增多,以前是在驾驶员前面安装一个,今后侧面与后座都会安装安全气囊,这些气囊通过传感器感受碰撞信号,通过CAN总线将传感器信号传送到一个中央处理器内,控制各安全气囊的启动弹出动作。
同时,先进的防盗设计也正基于CAN总线网络技术。
首先,确认钥匙合法性的校验信息通过CAN网络进行传递,改进了加密算法,其校验的信息比以往的防盗系统更丰富;其次,车钥匙、防盗控制器和发动机控制器相互储存对方信息,而且在校验码中搀杂随机码,无法进行破译,从而提高防盗系统的安全性。
汽车级CAN总线详细教程_CAN总线是Controller Area Network的缩写,是一种用于传输数据和控制信号的串行总线通信协议。
它最初是由德国Bosch公司开发的,广泛应用于汽车电子系统中,如发动机控制单元、车载娱乐系统、仪表板等。
CAN总线具有高可靠性、高传输速率和灵活性等特点,逐渐成为汽车电子系统的主要通信协议。
它采用双线结构,即CAN_H和CAN_L两根差分传输线,可以有效抵抗噪声干扰,并能够进行远距离通信。
CAN总线的工作原理是基于CSMA/CD(载波监听多点冲突检测)协议,即多个节点共享同一个总线,只有当总线空闲时才能发送数据。
如果多个节点同时发送数据,就会引发冲突,此时需要进行碰撞检测和重传。
CAN总线分为两种工作模式:标准模式和扩展模式。
标准模式下,每帧数据最多包含11位标识符,扩展模式下可以达到29位。
标识符用于区分不同的消息,数据帧包含了数据位和控制位,控制位用于错误检测和纠正。
CAN总线的通信速率取决于波特率,常用的波特率有125kbps、250kbps、500kbps和1Mbps等。
较低的波特率可以保证更高的可靠性,而较高的波特率可以实现更快的数据传输速度。
在CAN总线中,每个节点都有一个唯一的地址,可以通过地址来发送和接收数据。
节点之间的通信可以是点对点的,也可以是广播的。
点对点通信是指一个节点向另一个节点发送数据,广播通信是指一个节点向所有其他节点发送数据。
CAN总线的数据传输是基于消息的,每个消息都有一个特定的优先级,优先级高的消息会被优先发送。
优先级通过标识符来确定,标识符的前面几位表示优先级。
CAN总线还支持错误检测和纠正机制,可以检测和纠正传输过程中出现的错误。
常见的错误包括位错误、帧错误和CRC错误等。
对于发现错误的节点,可以通过错误帧重传机制来进行纠正。
在实际应用中,CAN总线通常由一个主控节点和多个从属节点组成。
主控节点负责整个系统的控制和管理,并与从属节点进行通信。
汽车电子系统中的CAN总线通信协议详解随着汽车电子技术的不断发展,汽车电子系统变得越来越复杂。
为了实现不同部件之间的数据传输和控制,一种高效可靠的通信协议显得尤为重要。
而CAN总线通信协议作为现代汽车电子系统中最常用的通信协议之一,为实现高速数据传输和实时控制提供了可靠的解决方案。
CAN总线通信协议是一种控制区域网络(Controller Area Network)的通信协议,在20世纪80年代首次被引入汽车电子领域。
它采用串行通信方式,使用差分信号线进行数据传输,能够有效地抵抗电磁干扰和抑制噪声。
与传统的并行通信方式相比,CAN总线通信协议不仅可以减少线缆的数量和重量,还具有更好的可靠性和实时性。
在CAN总线通信协议中,数据传输的基本单位是数据帧。
数据帧由起始位、标识符、数据长度代码、数据字段和校验码等部分组成。
CAN总线使用非归零编码(Non Return to Zero)的方式来表示1和0的逻辑状态,通过差分信号线将数据传输到其他节点。
这种编码方式使得CAN总线的传输距离可以达到数百米,且不容易受到电磁干扰的影响。
CAN总线通信协议采用了基于事件驱动的通信方式。
每个节点都具有唯一的标识符,可以通过发送数据帧来向其他节点发送消息。
当其他节点接收到数据帧后,会进行标识符的匹配,如果匹配成功,则会执行相应的操作。
这种事件驱动的通信方式使得CAN总线通信协议具有较高的实时性,可以满足现代汽车电子系统中对于实时性的严格要求。
除了实时性,CAN总线通信协议还具有较高的可靠性。
CAN 总线采用了冗余校验(Cyclic Redundancy Check)的方式来检测数据传输过程中的错误。
每个节点在发送数据帧之前会计算一个校验码,并将其放置在数据帧尾部。
当其他节点接收到数据帧后,会重新计算校验码,并将其与接收到的校验码进行比较。
如果两者不一致,则说明数据帧在传输过程中发生了错误,节点会请求重新发送。
在汽车电子系统中,CAN总线通信协议扮演着重要的角色。
汽车CAN通讯总线全面解析一起解读CAN通讯总线:日新月异,随着时代的高速发展,汽车电子技术不断更新,所以我们要通过不断的学习来提高技术水平。
本期我们一起解读汽车CAN 通讯总线,从CAN的由来、原理、设计、应用以及维修,一篇文章全方面解析读懂CAN通讯!CAN通讯总线的由来由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。
提出CAN总线的最初动机就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。
CAN通讯的起源1983年首先由德国的博世BOSCH公司设计了CAN数据总线,越来越多的车辆采用了CAN数据总线,使车上的各个电脑可以被挂接在该总线上都能进行数据交流,形成车载网络系统。
“什么是CAN总线?”汽车不管有多少块电控单元,不管信息容量有多大,每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上,这两条导线就称作数据总线,亦称BUS线。
整个网络则称CAN,CAN是Controller Area Network(控制单元区域网络)的缩写,意思是控制单元通过网络交换数据。
CAN-BUS总线形象介绍:公交车:车辆通讯CAN总线:作一个比喻:总线系统又称作CAN-BUS,其实也是因为它的工作原理与运行中的公共汽车很类似。
其中每个站点相当于一个控制单元,而行驶路线则是CAN总线,CAN总线上传递的是数据,而公共汽车上承载的是乘客。
某个控制单元接收到负责向它发送数据的传感器的信息后,经过分析处理会采取相应措施,并将此信息发送到总线系统上。
这样此信息会在总线系统上进行传递,每个与总线系统连接的控制单元都会接收到此信息,如果此信息对自己有用则会存储下来,如果对其无用,则会进行忽略。
CAN总线的通讯原理:第一种『每项信息都通过各自独立的数据线进行交换』目前在车辆上应用的信息传递形式有两种。
第一种是每项信息都通过各自独立的数据线进行交换。
汽车级CAN总线详细教程看过了很好第一部分:什么是CAN总线CAN(Controller Area Network)总线是一种用于车辆内部通信的串行总线系统。
它是一种多主机、实时、分布式通信系统,专门用于连接车辆中各种电子控制单元(ECU)之间的数据传输。
CAN总线的基本构成有两个部分,一是CAN控制器,负责发起消息和接收消息,二是CAN收发器,负责将数字信号转换为物理信号进行传输。
第二部分:CAN总线的特性和优势1. 带宽高:CAN总线的通信速率可以从几千bps到几百kbps不等,足以满足车辆内部各个电子控制单元(ECU)之间的数据传输需求。
2.抗干扰性强:CAN总线采用差分信号传输方式,能够有效抑制信号干扰,提高系统的可靠性和稳定性。
3.支持多主机:CAN总线支持多个ECU同时发送和接收数据,实现了分布式控制,增加了系统的灵活性和可扩展性。
4.实时性好:CAN总线具有很高的实时性能,能够在毫秒级的时间内完成数据传输,满足车辆内部各个系统之间的实时控制需求。
5.省电性高:CAN总线采用低功耗的差分传输方式,能够节省能量,并且具有很好的可靠性和稳定性。
6.故障诊断能力强:CAN总线具有自动故障检测和故障诊断功能,能够及时检测和排除系统故障,提高了整车的可靠性和安全性。
第三部分:CAN总线的应用领域CAN总线主要应用于车辆内部各种系统之间的数据传输,例如车载电子系统、发动机管理系统、传动系统、车身控制系统、底盘控制系统等。
通过CAN总线的连接,各个ECU之间可以实现数据的交换和共享,提高整车的性能和安全性。
第四部分:CAN总线的工作原理CAN总线的工作原理是基于基于CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)协议,即载波监听多路访问/冲突检测协议。
简单来说,发送数据的ECU首先会监听总线上的信号情况,如果检测到总线空闲,则可以发送数据。
汽车CAN总线系统原理汽车CAN总线系统是指控制器局域网络(Controller Area Network)总线系统,它是一种用于内部通信和数据传输的现代化汽车系统。
CAN总线系统的出现,使得汽车电子系统的通信更加高效可靠,为汽车的智能化发展提供了技术支持。
本文将从CAN总线系统的基本原理、工作机制和应用特点等方面进行介绍。
首先,我们来了解一下CAN总线系统的基本原理。
CAN总线系统采用串行通信方式,通过两根差分信号线进行数据传输,即CAN_H和CAN_L线。
CAN_H线上的电压高低与CAN_L线上的电压高低相反,通过这种方式可以抵消外部电磁干扰,确保数据传输的稳定性和可靠性。
此外,CAN总线系统采用了CSMA/CR(Carrier Sense Multiple Access/Collision Resolution)技术,即载波监听多路访问/冲突解决技术,能够有效地避免数据冲突,保证数据传输的顺利进行。
其次,CAN总线系统的工作机制是怎样的呢?在CAN总线系统中,所有的节点都通过总线连接在一起,形成一个网络。
每个节点都可以发送和接收数据,通过识别标识符来确定数据的优先级和发送目标。
当一个节点发送数据时,其他节点会进行监听,如果没有数据冲突,则可以继续发送数据;如果发生数据冲突,节点会进行冲突解决,等待一段随机时间后再次发送数据。
这种机制保证了数据传输的高效性和可靠性,使得多个节点之间可以同时进行通信,而不会相互干扰。
最后,我们来看一下CAN总线系统的应用特点。
CAN总线系统具有高速传输、抗干扰能力强、可靠性高等特点,因此被广泛应用于汽车电子系统中。
例如,发动机控制单元、变速器控制单元、空调控制单元等都可以通过CAN总线系统进行数据交换和通信,实现各个部件之间的协调工作。
此外,CAN总线系统还支持热插拔功能,能够方便地扩展和更新汽车的电子设备,提高了汽车的可维护性和可扩展性。
总的来说,汽车CAN总线系统作为现代汽车电子系统中的重要组成部分,具有高效可靠的通信特性,为汽车的智能化发展提供了有力支持。
汽车CAN总线详细教程_精心编制_不可错过CAN总线是一种广泛应用于汽车领域的通信协议,它可以实现车内各个控制单元之间的数据交换和通信。
本篇文章将详细介绍CAN总线的原理、应用以及常见问题解决方法,帮助读者更好地理解和应用CAN总线。
一、CAN总线原理CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,由国际标准化组织(ISO)制定。
它采用了差分信号线,即CAN_H和CAN_L线,通过差值来表示数据位的状态,从而提高了抗干扰能力。
CAN总线主要包含两个基本元素:节点和总线。
在CAN总线中,每个节点都有唯一的地址,可以向总线上传输数据,也可以从总线上接收数据。
节点之间的通信是基于事件驱动的方式进行的。
当一个节点有数据要发送时,它会首先检查总线是否空闲,如果空闲则发送数据,否则等待。
二、CAN总线应用CAN总线在汽车领域应用广泛,其中最重要的应用之一是汽车电子控制单元(ECU)之间的通信。
通过CAN总线,不同的ECU可以传输各种信息,如引擎控制、传输控制、制动控制等。
这样可以实现各个系统之间的数据共享和协同工作,提高汽车性能和安全性。
此外,CAN总线还可以用于连接其他外设,如传感器、执行器等。
通过CAN总线,这些外设可以与其他ECU进行通信,实现数据的传输和处理。
三、CAN总线常见问题解决方法1.总线冲突:当多个节点同时发送数据时,可能会发生总线冲突。
解决方法是通过帧ID来确定优先级,具有较高优先级的节点可以打断正在发送数据的节点。
2.数据传输错误:由于CAN总线的差分信号线,抗干扰能力较强,但仍然有可能发生数据传输错误。
解决方法是使用CRC校验和来检测和纠正错误。
3.总线负载过高:当连接的节点数量过多或数据传输速率过高时,可能会导致总线负载过高。
解决方法是调整总线速率或分散数据传输。
4.总线错误报告:当一些节点发生错误时,可以通过CAN总线发送错误报告。
其他节点可以根据错误报告来采取相应措施。
CAN总线及应用实例(1)CAN特点●CAN为多主方式工作,网络上任意智能节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息,而不分主从,且无需站地址等节点信息,通信方式灵活。
利用这特点可方便地构成多机备份系统。
●CAN网络上的节点信息分成不同的优先级(报文有2032种优先权),可满足不同的实时要求,高优先级的数据最多可在134,us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,大大节省了总线冲突仲裁时间。
●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收发数据,无需专门“调度”。
●CAN的直接通信距离最远可达l 0km(速率5kbp以下):通信速率最高可达Mbps(此时通信距离最长为40m) 。
●CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达110个;报文标识符可达2032种(CAN2.0A),而扩展(CAN2.0B)的报文标识符几乎不受限制。
(2)CAN总线协议CAN协议以国际标准化组织的开放性互连模型为参照,规定了物理层、传输层和对象层,实际上相当于ISO网络层次模型中的物理层和数据链路层。
图3.9 为CAN总线网络层次结构,发送过程中,数据、数据标识符及数据长度,加上必要的总线控制信号形成串行的数据流,发送到串行总线上,接收方再对数据流进行分析,从中提取有效的数据。
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,数据在网络上通过广播方式发送。
其优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制(实际中受网络硬件的电气特性限制),还可使同一个通信数据块同时被不同的节点接收,这在分布式控制系统中非常有用。
CAN 2.0A版本规定标准CAN的标识符长度为11位,同时在2.0 B版本中又补充规定了标识符长度为29位的扩展格式,因此理论上可以定义2的11次方或2的19次方种不同的数据块。
遵循CAN 2.0 B协议的CAN控制器可以发送和接收标准格式报文(11位标识符)或扩展格式报文(29位标识符),如果禁止CAN 2.0B则CAN控制器只能发送和接收标准格式报文而忽略扩展格式的报文,但不会出现错误。
每个报文数据段长度为0-8个字节,可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及检测数据传送的一般要求。
同时,8个字节占用总线时间不长,从而保证了通信的实时性。
CAN协议采用CRC检验并提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。
(3)报文传送和帧结构CAN总线以报文为单位进行信息传送。
报文中包含标识符,它标志了报文的优先权。
CAN总线上各个节点都可主动发送。
如同时有两个或更多节点开始发送报文,采用标识符ID来进行仲裁,具有最高优先权报文节点赢得总线使用权,而其他节点自动停止发送。
在总线再次空闲后,这些节点将自动重发原报文。
CAN系统中,一个CAN节点不使用有关系统结构的任何信息。
报文中的标识符并不指出报文的目的地址,而是描述数据的含义。
网络中的所有节点都可有标识符来自动决定是否接收该报文。
每个节点都有标识符寄存器和屏蔽寄存器,接收到的报文只有与该屏蔽的功能相同时,该节点才开始正式接收报文,否则它将不理睬标识符后面的报文。
CAN支持4种不同类型报文帧:数据帧、远程帧、出错帧、超载帧、帧间空间1)数据帧用于在各个节点之间传送数据或命令,它有7个不同的位场组成:帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场和帧结束,如图3.10-13所示。
帧起始ACK场图3.10 数据帧●帧起始标志数据帧的开始。
它由一个主控位构成。
●仲裁场由11位标识符(M)和远程发送请求位(RTR)组成,其中最高7位。
不能全是隐性位。
M决定了报文的优先权。
如主控位为0,隐性位为1,则M的数值越小,优先权越高。
对数据帧,RTR为主控电平。
●控制场r1和r0为保留位,应发送主控电平。
DLC为数据长度码n,它为0-80●数据场允许的数据字节长度为0-8,由n决定。
●应答场包括应答位和应答分隔符。
发送站发出的这两位均为隐性电平。
而正确地接收到有效报文的接收站,在应答位期间应传送主控电平给发送站。
应答分隔符为隐性电平。
●帧结束由7位隐性电平组成。
图3.11 仲裁场扩展格式图3.12仲裁场扩展格式图3.13 控制场以上为标准格式的数据帧,除此之外,在CAN规范2.0 B中,还定义了扩展格式的数据帧,它的标识符扩展为29位。
它的前11位标识符后的两位为SRR和ME,它们均为隐性电平,后面为新增的18位标识符,其余与标准格式相同。
2)远程帧帧起始ACK场图3.14 远程帧3)出错帧图3.15 出错帧1)超载帧或超载帧超载帧 帧结束或 帧间空间超载标志超载标志叠加超载界定符超载界定符 错误界定符图3.16 超载帧(4)CAN 通信接口图3.17是CAN 通信部分电路,SJA1000是一种独立用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制。
它是Philips 半导体公司PCA82C200CAN 控制器(BasicCAN)的替代品,而且它增加了一种新的操作模式-PeliCAN ,这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B 的协议, 独立的CAN 控制器有 2 个不同的操作模式:BasicCAN 模式和PeliCAN 模式其中BasicCAN 模式可和PCA82c250相兼容BasicCAN 模式是上电后默认的操作模式,因此用PCA82C250(是协议控制器和物理传输线路之间收发器)开发的已有硬件和软件可以直接在SJA1000 上使用而不用作任何修改;PeliCAN 模式是新的操作模式它能够处理所有CAN2.0B 规范的帧类型而且它还提供一些增强功能和SJA1000 能应用于更宽的领域。
图3.17 CAN 通信部分电路1)SJA1000 的特征能分成3组:①已建立的PCA82C200 功能这组的功能已经在PCA82C200 里实现。
② 改良的PCA82C200 功能这组功能的部份已经在PCA82C200 里实现但是在SJA1000里这些功能在速度大小和性能方面得到了改良。
③PeliCAN 模式的增强功能在PeliCAN 模式里SJA1000 支持一些错误分析功能支持系统诊断系统维护系统优化而且这个模式里也加入了对一般CPU 的支持和系统自身测试的功能。
SJA1000管脚:AD0----AD7:地址/数据复用信号ALE/AS:ALE输入信号(Intel模式),AS输入信号(Motorola模式)/CS:片选信号,低电平有效/RD:微控制器的/RD信号(Intel模式),或E使能信号(Motorola模式)/WR:微控制器的/WR信号(Intel模式),或R/W使能信号(Motorola模式)CLKOUT:提供给微控制器的时钟输出信号,通过可编程分频器由内部晶振产生;时钟分频寄存器的时钟关闭位可禁止该引脚。
V SS1:接地端,V SS2:输入比较器接地端,V SS3:输出驱动器接地端。
V DD1:逻辑电路的5V电源,V DD2输入比较器5V电源,V DD3输出驱动器5V电源。
XTAL1,2:分别位振荡器放大电路输入输出。
MODE:模式选择输入,1= Intel模式,0= Motorola模式。
TX0,TX1: 由输出驱动器0、1到物理线路的输出端。
/INT:中断输出,开漏输出。
/RST:复位输入。
RX0,RX1:由物理总线到SJA1000输入比较器的输入端,显性电平将会唤醒SJA1000的睡眠模式;如果RX1>RX0的电平高,读出为显性电平,反之读出的隐性电平;如果时钟分频寄存器的CBP位被置位,就忽略CAN输入比较器以减少内延时(此时连有外部收发电路);这种情况下只有RX0是激活的;隐性电平被认为是高,而显性电平被认为是低。
PCA82C250/251收发器是协议控制器和物理传输线路之间的接口,对总线提供差动发送能力,对CAN控制器提供差动接收能力,可连接110个节点。
PCA82C250/251管脚:TXD:发送数据输入GND:地Vcc:电源4.5——5.5 VRXD:接收数据输出Vref:参考电压输出CANH:低电平CAN电压输入/输出CANH:高电平CAN电压输入/输出Rs:斜率电阻输入,接地选择高速工作模式2)SJA1000 的基本功能和寄存器:①BasicCAN 功能说明表3.3 为SJA1000寄存器说明。
表3.3 SJA1000寄存器说明[1] 控制寄存器(CR):如[2] 命令寄存器(CMR):如表3.5所示。
[3] 状态寄存器(SR):如表3.6所示。
表3.6 状态寄存器[4]中断寄存器(IR):如[5]验收代码寄存器(ACR):如复位请求位被置高(当前)时,该寄存器可以访问。
如果一条报文通过了接收滤波器的测试而且接收缓冲器有空间,描述符和数据将被分别顺次写入RXFIFO,当报文被正确的接收完毕,则有:接收状态位置高(满);接收中断使能位置高(使能),接收中断置高(产生中断)。
验收代码(AC.7~AC.0)和报文标识符的高8位(ID.10~ID.3)必须相等,或验收屏蔽位(AM.7~AM.0)的所有位为1。
即如果满足以下方程的描述,则予以接收。
[(ID.10~ID.3)≡(AC.7~AC.0)] ∨(AM.7~AM.0)≡11111111[6]验收屏蔽寄存器(AMR):如表3.9所示。
验收屏蔽寄存器复位请求位被置高(当前)时,该寄存器可以访问。
验收屏蔽寄存器定义验收代码寄存器的哪些位对接收过滤器是“相关的”或“无关的”(即可为任意值)当AM.i=0时,是“相关的”当AM.i=1时,是“无关的”(i=0~7)[7]发送缓冲区:如表3.10所示。
标识符(ID):11位,就像报文的名字,值越低,优先级越高。
远程发送请求(RTR):当RTR=1,总线以远程帧发送数据。
如果RTR没有被置位,数据将以数据长度码规定的长度来传送数据帧。
数据长度码(DLC):数据字节数=8×DLC.3+4×DLC.2+2×DLC.1+DLC.0 报文数据区的字节数根据数据长度码编制。
在远程帧传送中,因为RTR被置位,数据长度码是不被考虑的。
这就迫使发送/接收数据字节数为0。
然而,数据长度码必须正确设置,以避免两个CAN控制器用同样的识别机制启动远程帧传送而发生总线错误。
数据字节数是0-8。
数据区:传送的数据字节数由数据长度码决定。
发送的第一位是地址12单元的数据字节1的最高位。
③BasicCAN 和PeliCAN公用寄存器[1]总线时序寄存器0(BTR0):如表3.11所示。
表3.11 总线时序寄存器0位域BRP 使得CAN 系统的时钟的周期时t SCL 是可编程的:)10.1.22.43.84.165.32(2++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=BRP BRP BRP BRP BRP BRP t t CLK SCL XTAL CLK f XTAL t /1==同步跳转宽度位域为了补偿在不同总线控制器的时钟振荡器之间的相位漂移,任何总线控制器必须在当前传送的任一相关信号边沿重新同步。