(推荐)汽车总线-CAN波形测量分析

利用波形分析法诊断CAN总线系统故障侯勇【摘要】汽车CAN总线控制系统是当前最流行的车载网络系统之一.基于CAN总线系统信息传输原理,利用示波器对CAN系统传输的波形进行测量,对系统发生故障产生的波形进行分析和归类,从而找到CAN总线系统故障维修的一般方法.【期刊名称】《北京工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2016(015)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】汽车CAN总线;波形分析;故障诊断【作者】侯勇【作者单位】北京工业职业技术学院机电工程学院,北京100042【正文语种】中文【中图分类】U472.42CAN总线控制系统利用双绞线，将汽车的各种电子装置与设备通过总线技术连接成一个网络环境，进行数据交换和资源共享，大大减少了电子控制系统中传感器和执行器的数量，优化了结构配置，使汽车的动力性、经济性和环保性等达到最佳。

目前汽车上常见的CAN总线系统分为以下3类[1]：(1)数据传输速率为500kBit/s的动力CAN数据总线；(2)数据传输速率为100 kBit/s的舒适CAN数据总线；(3)传输速率为100 kBit/s的CAN-Infotainment总线。

无论哪种CAN总线，都是电子控制单元内部的收发器利用差动放大电路处理信号。

差动放大器会用CAN-High线上的电压减去CAN-Low线上的电压。

信号经差动放大器处理后，来自外界的干扰脉冲产生的电压变化将会被抵消，从而保证了数据传递的可靠性。

因此，利用示波器测量数据总线中信号的传输状态，通过波形分析的方法来诊断CAN总线的故障是可行的。

以驱动CAN总线为例[2]：在不工作时，双绞线的2根导线有2.5 V的电压，被称为静电平，数据总线的所有控制单元都可以改变它，所以也叫做“隐性状态”；数据传输时， CAN-High线的电压值会升高，同时CAN-Low线的电压值会降低一个相同数值的电压，信号进入显性状态。

进入工作状态时，动力CAN总线上电压信号变化值为1 V。

Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｗｉ ｄｅ ｓ ｐｒ ｅ ａ ｄ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ａ ｕｔ ｏ ｍ ｏｂ ｉ ｌ ｅ ｓ ｌ ｅ ａ ｄ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕｌ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｒ ｄ ｉ ａ ｇｎ ｏｓ ｅ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｏ ｍｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎｓ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ｆ ａ ｕｌ ｔ ｏ ｆ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ — ｍ ｏｕ ｎｔ ｅ ｄ ｎｅ ｔ ｗｏｒ ｋ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ， ｓ ｕｃ ｈ ａ ｓ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐｐｌ ｙ ｆ ａ ｕｌ ｔ ， ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄｉ ｃ ｌ ｉ ｎｅ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｎ ｏｄａ ｌ ｐｏ ｉ ｎｔ ｓ ｆ ａ ｕｌ ｔ ，ｅ ｔ ｃ ． Ｗ ｈｉ ｌ ｅ ｕ ｓ ｉ ｎｇ Ｏ ＳＣ ｔ Ｏ ｄｏ ｗａ ｖｅ ｆ ｏｒ ｍ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖｅ ｗａ ｙ ｔ Ｏ ｒ ｅ ｍｏ ｖｅ ｔ ｈｅ ａ — ｈ ｏｖ ｅ ｎｅ ｔ ｗｏｒ ｋ ｆ ａ ｕｌ ｔ ｓ ． Ｆｉ ｒ ｓ ｔ ， ｕｓ ｅ ０ＳＣ ｒ ｅ ｄ ｂ ｏｘ Ｍ Ｔ２５ ００ ｔ Ｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ｆ ａ ｕｌ ｔ ｗａ ｖｅ ｆ ｏｒ ｍ ａ ｎｄ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｗａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｏ ｆ ｄ ｒ ｉ ｖｅ ＣＡ Ｎ ａ ｎｄ ｃ ｏｍ ｆ ｏ ｒ ｔ ＣＡＮ ｒ ｅ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｏｎ ａ ＰＡＳＳＡ Ｔ ， ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｗａ ｖ ｅ ｆ ｏｒ ｍ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｕｌ ｔ ｗａ ｖｅ

CAN波形测量分析1 查询资料理解CAN-H/CAN-L在车载网络的故障形式，理解检测计划的作用、触发的定义。

2 A/B组各出两套方案，实车检测CAN信号波形及终端电阻，方案包括：节点、易不易拆装、有无适配器；测量必须使用ISID、IMIB、MFK1、MFK2，万用表只作验证。

（1）CAN-H对负极或对地短路（2）CAN-H对正极短路（3）CAN-L对负极或对地短路(4) CAN-L对正极短路检测计划的作用：根据系统与维修人员的交互，能够对故障作出推断。

一是可以提高全球宝马车辆诊断的效率，提高客户满意度。

二是宝马技术更新快，培训跟不上，利用检测计划可以弥补维修人员诊断能力的不足。

1)故障代码存储器2)故障症状3)服务功能触发：我们要在示波器的屏幕上观察到稳定的波形，必要的条件是示波器的扫描信号要与被观察的信号保持同步关系。

为了使扫描信号与被测信号同步，我们可以设定一些条件，将被测信号不断地与这些条件相比较，只有当被测信号满足这些条件时才启动扫描，从而使得扫描的频率与被测信号相同或存在整数倍的关系，也就是同步。

这种技术我们就称为“触发”，而这些条件我们称其为“触发条件” 。

用作触发条件的形式很多，最常用最基本的就是“边沿触发”，即将被测信号的变化(即信号上升或下降的边沿) 与某一电平相比较，当信号的变化以某种选定的方式达到这一电平时，产生一个触发信号，启动一次扫描。

测试方案书测量内容：318i K-CAN波形准备工作：FRM模块功能：（1）控制外部照明和车内照明灯（2）控制外后视镜（后视镜调节、翻折、记忆功能、后视镜加热和防昡）（3）控制前部车窗升降机驱动装置（驾驶员侧和前乘客测）612340适配器X14260、46 K-CAN-H针脚X14260、45 K-CAN-L针脚测量思路：（1）为什么测这个模块？FRM模块在日常维修中比较经常用到，所以想对其波形进行了解，除外，在E90车型上易于拆装。

（2）波形分析：在FRM模块中，正常情况下K-CAN-H和K-CAN-L波形如图所示：当K-CAN-H和K-CAN-L波形正常时，K-CAN-H波形和K-CAN-L波形图像基本对称，显示的Ref-cur值与Diff-cur 值之差约为2V，并且可以通过万用表选项中读得K-CAN-H的电压值约为4.5V，K-CAN-L的电压值约为0.5V。

汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。

CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS （无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。

CB311CAN总线的结构如图1所示。

图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。

CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。

2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。

它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。

同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。

3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。

两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。

通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。

4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。

CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。

汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。

Ｃ Ａ Ｎ 总线数 据 协 议是 标 准 化 的 ，信 息 的长 度可 以达 到 １ ２ ８位 ， 由开 始 域 、 状态 域 、 未使 用域 、 控 制
ｌ ， ｃ Ａ Ｎ ＿ Ｈ ＋ ｃ Ａ Ｎ － Ｉ Ｊ ＝５ Ｖ ． 信息 以差分方式传输 ， 抗干扰原
数据域 、 安全域 、 确认域 、 结束域组成 。开始域 １ 理如图 ２ 所示。 Ｃ Ａ Ｎ — Ｈ与 Ｃ Ａ Ｎ — Ｌ 在信息传输过程中 域 、 标识信息的开始 ； 状态域 １ １ ２ ９ 位， 一般 １ １ 位， 受到干扰 ， 波形产生毛刺 ， 但信号电压差值始终不变 ， 位， 判断数据优先权 ， ０ 越多 ， 数据优先级越高 ； 控制域 ６ 即显性位信号电压差值为 ２ Ｖ ， 隐性位信号 电压差值 位， 告诉其他控制器数据长度 ， 从而确定其他控制器 为０ Ｖ ， 因此外界干扰对信号没有影响。 是否正确完整地接受信息 ； 数据域 ８～６ ４ 位， 长度 由 信息决定 ； 安全域 ｌ ６ 位， 检验信息传输是否正确 ； 确
பைடு நூலகம்
波形分析是德 国汽车检测与维修技术学 徒及师 傅双元制培训 中重点学 习的内容 ，信号波形是分析 故障原 因的重要的依据 。 目 前 国内的故障排 除主要 参考解码仪上 的故障码 ， 根据经验进行试探排 除 ， 很 少对故障波形进行分析 。对故障波形进行分析 ， 对疑 难故障可以达到事半功倍的效果。本文根据在德 国 汽车检测与维修双元制培训学习笔记整理而来。
《 装备制造技术１ ２ ０ １ ７ 年第 ０ ５ 期
受
汽车 Ｃ Ａ Ｎ高速 网故 障特征 波形分析
魏显坤 １ ． ２ ， 党 娇 １ Ｉ ２ ， 邓长勇 １ ， ２
（ １ ． 重庆工商职业学院 ， 重庆 ４ ０ １ ５ ２ ０ ， ２ ． 重庆广播电视大学 ， 重庆 ４ ０ １ ５ ２ ０ ）

如何通过波形解析can总线数据这里的数据使用的是标准的can设备产生的can信号（扩展帧发送数据ID=0x11121181 Data=0x06 0x08）信号的波形如图1所示，这里示波器的探头接的是CAN_H，探头的夹子接的是CAN_L：图1 示波器显示波形首先根据本博客中前面写的一篇如何测量can总线波特率获取总线的波特率，然后依据波特率和上面的波形读出具体的数据从上面的波形中读取到的数据是10111011101100011110111001111101011111001111101001111100111101111011011101根据标准can2.0b协议可以讲该字符串解析出来，标准的扩展协议如图2所示图2 CAN扩展消息格式然后将数据根据格式划分成各个有意义的字段，如图3所示，这里我自己将高电平编码为1，低电平编码为0。

但是在can协议中，他将高电平定义为显性位，逻辑上定义为0，将低电平定义为隐形位，逻辑上定义为1，我们前面先不管这个。

图3 数据分割在can的协议中当连续出现5个高电平时就需要插入一个低电平，连续出现5个低电平时就需要插入一个高电平，所以在解析的过程中需要将这些插入的数据删除，就是图3中用红线删除的那些数据。

在删除这些数据之后根据图2的格式可以将各个字段分割出来解析信息：29位ID：0 1110 1110 1101 1110 1110 0111 1110，从右到左每4位一个字段，这里需要将其在转换回can协议定义的逻辑电平的形式---即将0变为1，将1变为0，这样便符合我们日常的编码习惯。

解析出来的ID=0x11121181,与我们发送的数据是相符合的。

DLC：1101 转换成十进制为2 表示这一帧中有两个数据，接下来的16个字节便表示2个数据D1：11111001 = 0x06D2：11110111 = 0x08这样便解析出了我们需要的数据，这是和我发送的数据一致的。

can总线波形检测实验心得
在进行CAN总线波形检测实验之前，我们首先需要了解CAN总线的基本原理和特性。

CAN总线是一种常见的工业控制网络，具有高速、可靠、抗干扰等特点。

在实际应用中，我们需要对CAN总线的波形进行检测，以验证其正常工作。

下面是我在进行CAN总线波形检测实验中的一些心得体会。

首先，我们需要准备一些基本的设备和工具，例如CAN总线分析仪、示波器、信号发生器等。

在进行波形检测之前，我们需要对这些设备进行正确的连接，以确保信号正常传输。

同时，我们需要对所使用的设备进行正确的配置，例如设置波特率、校验模式、帧格式等。

其次，在进行波形检测之前，我们需要先了解CAN总线的标准波形，以便于对波形进行比较和分析。

在实际检测过程中，我们需要观察CAN总线上的各种信号波形，例如起始边沿、同步边沿、数据帧等。

通过对这些波形的分析，我们可以判断CAN总线的工作状态是否正常。

最后，我们需要对检测结果进行分析和处理。

在实际应用中，我们需要对CAN总线上的各种异常情况进行诊断和处理，以确保系统的稳定运行。

例如，当出现误码率高、总线负载过大等情况时，我们需要及时采取相应的措施，以减少故障的发生。

总之，进行CAN总线波形检测实验是一个较为复杂的过程，需要我们具备一定的知识和技能。

通过不断地学习和实践，我们可以更好地掌握CAN总线的工作原理和波形检测技能，从而为工业控制系统的设计和维护提供更加可靠的保障。

浅析CAN数据总线常见故障的波形检测方法作者：蒋浩群来源：《科技风》2018年第06期摘要：在汽车车身系统中，每个控制单元都是通过总线相互连接的。

车载网络的信号都是通过电信号传输的。

在具体的工作中，会出现断路、短路、线路装混等问题。

采用波形检测方法一步步去分析，最终排除故障，保证车载网络的正常运行。

关键词：断路；短路；线路装混；通信中断；电信号汽车电控系统中，各系统之间需要多个传感器提供信号，在各控制单元中需要实时交换。

如果在这种情况下，车身每个系统的电控单元（ECU）之间不适合采用传统的点到点连接方式，汽车车身系统的每个电控单元之间可以通过总线（CAN数据总线）互相连接。

车载网络的信息通过电信号传输。

在具体的传输工作过程中常会出现下列几类故障，我们一一来分析。

一、故障一：CAN数据总线的导线断路（CAN-Low）故障显示：发动机控制单元CAN-Low线断路，如图1所示。

这个故障的一个重要特征就是CAN-Low通道出现高于2.5V的电压，在正常工况是没有这个电压的。

这个信号无法通过正常的触发调节显示出来，因为这种故障不是会经常出现的，所以也就无法保证肯定会显示在屏幕上，于是就利用CAN-Low线在正常工况时电压不超过2.5V进行触发。

在触发电平为3V时，触发器被调到通道B，如果CAN-Low线出现断路，那么这条线上的电压有时会超过2.5V。

故障查询的其他方法：（1）按下相应控制单元的插头，检查触电是否弯曲。

（2）再次插上插头，查询故障存储器。

（3）如果还是显示有故障，就再次拔下通信有故障的控制单元插头；查看电路图，将与有故障的控制单元直接相连的控制单元插头拔下；对于CAN-Low线来说，检查插头内针脚之间的连接是否断路。

注意：如果CAN-High线断路，相应地就得先进行CAN-High线的检查。

这时DSO上的故障图像就向下翻转并在低于2.5V的区域触发器应调到通道A（1.7V）。

二、故障二：CAN-Low线对蓄电池短路故障描述：CAN-Low线的故障在于蓄电池电压，如图2所示。

Fehlersuche CAN-BusName: _______________________Datum: _______________________Trainingsort: _______________________InhaltsverzeichnisCAN-Datenbussysteme bei Audi (3)CAN-Antrieb (4)Spannungspegel CAN-Antrieb im Zweikanalbetrieb prüfen (4)Einstellung des DSO (5)Auswertung der Spannungspegel ....................................................................... 错误!未定义书签。

Spannungspegel CAN-Antrieb im Einkanalbetrieb prüfen (7)Einstellung und Auswertung des DSO (8)CAN-Komfort und CAN-Infotainment (9)Spannungspegel CAN-Komfort im Zweikanalbetrieb prüfen (9)Einstellung des DSO (10)Auswertung der Spannungspegel (11)Spannungspegel CAN-Komfort im Einkanalbetrieb prüfen (12)Einstellung und Auswertung des DSO (13)DSO Fehlerbilder CAN-Antrieb (14)Fehlerbild 1 (14)Fehlerbild 2 (15)Fehlerbild 3 (15)Fehlerbild 4 (16)Fehlerbild 5 (16)Fehlerbild 6 (17)Fehlerbild 7 (17)DSO Fehlerbilder CAN-Komfort und CAN-Infotainment (18)Fehlerbild 1 (18)Fehlerbild 2 (19)Fehlerbild 3 (19)Fehlerbild 4 (19)Fehlerbild 5 (20)Fehlerbild 6 (20)Fehlerbild 7 (22)Fehlerbild 8 (22)Fehlerbild 9 (23)Fehlerbild 10 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

汽车CAN总线故障原因及检测方法摘要：汽车CAN总线网络通信技术，用简洁的双绞线和一些器件，将汽车上相关的各电控系统联系起来，实现了发动机控制系统、传动控制系统、舒适控制系统和信息娱乐控制系统之间的通信，使整车各系统之间的信息即时共享，提高信息传输的可靠性。

目前CAN总线技术广泛应用于轿车，本文介绍汽车CAN总线故障产生的原因及检测的一般方法。

关键词：CAN总线故障原因检测方法本人从事汽车维修及教学工作多年，对汽车维修有深刻的体会，对排除汽车故障有丰富的经验，现根据我的实践工作经验，谈谈汽车CAN总线的维修方法。

一、CAN总线故障产生的原因CAN总线系统中拥有一个CAN控制器、一个信息收发器、两个数据传输终端及两条数据传输总线，除了数据总线外，其他各元件都置于各控制单元的内部。

分析CAN总线系统产生故障的原因一般有以下三种：1.汽车电源系统引起的故障：汽车电控模块的工作电压一般在10.5-15.0V，如果汽车电源系统提供的工作电压不正常，就会使得某些电控模块出现短暂的不正常工作，这会引起整个汽车CAN总线系统出现通信不畅。

2.汽车CAN总线系统的链路故障：当出现通信线路的短路、断路或线路物理性质变化引起通信信号衰减或失真，都会导致多个电控单元工作不正常，使CAN总线系统无法工作。

3.汽车CAN总线系统的节点故障：节点是汽车CAN总线系统中的电控模块，因此节点故障就是电控模块的故障。

它包括软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使汽车CAN总线系统通信出现混乱或无法工作，这种故障一般会成批出现；硬件故障一般是电控模块芯片或集成电路故障，造成汽车CAN总线系统无法正常工作。

二、CAN总线系统的检测1.终端电阻值测量注意：电阻测量过程中应注意：先断开车辆蓄电池的接线，大约等待5 min，直到系统中所有的电容器放完电后再测量，因为控制单元内部电路的电阻是变化的。

终端电阻测量结果分析：如上图所示，带有终端电阻的两个控制单元是并联的。

汽车 CAN—BUS总线故障及波形分析作者：逯海燕来源：《时代汽车》2016年第09期摘要：目前，随着电子科技及先进技术的逐步提高，汽车已不只是交通工具，同时承担着更多的功能。

现代科技已将信息娱乐、个人通信电子装置、多媒体、网络、无线连接等功能整合到汽车内部，为乘客提供了前所未有的舒适和便利，这一切都有赖于汽车网络信息通信技术。

本文介绍了汽车 CAN-Bus总线的基本情况，对典型车辆常见的车载网络系统出现的故障做了详细的分析。

关键词：CAN-Bus系统；车载网络系统；故障1 前言 [1-2]当前汽车技术已经发展到第四代，即计算机技术、电子技术、综合控制技术、智能传感器技术等先进汽车电子技术。

现代汽车的电子结构是通过几种通信系统将微控制器、传感器和执行器连接起来的，汽车电控单元已不再是线束连接，而是网络系统连接起来的。

因此，网络信息通信技术的引入是汽车电子技术发展的里程碑。

现代汽车中电子设备比比皆是，涉及汽车的主要部件，基本上可分为三类：动力电子系统、底盘电子系统、车上电子系统。

而车用信息通信系统，即Telematics也将会成为汽车电子系统的重要组成部分。

2 CAN总线基本知识 [3-4]CAN（Controller Area Network）是控制单元（ECU）通过网络进行数据交换的一种通信方式，即控制器局域网络。

是国际上应用最广泛的现场总线之一。

2.1 CAN总线在汽车上应用的原因随着汽车工业的发展，现代汽车使用的电子控制系统和通信系统越来越多，如安全气囊（SRS）、发动机电控系统、防抱死制动系统（ABS）、自动变速器控制系统、自动巡航系统（ACC）舒适系统和信息娱乐系统等。

各个系统、系统和组合仪表、系统和诊断接口之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如仍采用导线进行点对点的连接传输方式将会面临各种困难。

因此，用网络信息通信传输系统取而代之就成为必然的选择。

主要表现为：（1）人们对车辆安全性和舒适性要求的逐步提高，以及各国对排放的限制和对环保的重视；（2）现代车辆上都安装了越来越多的电器部件（控制单元/传感器/执行元件）；（3）电控单元 /电子元部件间需要进行适时高速大量的信息交换，同时要保证数据传输时较高的安全性及可靠性；（4）此外，数据总线技术在车上的应用，减少连接插头尺寸即减小控制单元尺寸，增大安装空间；可以降低车辆自重：减少线束数量从而减轻了重量，降低成本及故障诊断时的复杂程度。

汽车can总线工作原理及测量方法随着汽车工业的不断发展，汽车电子控制单元逐渐增多，各电控单元之间的信号交换更为复杂。

而CAN总线可将汽车内部各电控单元之间连接成一个局域网络，实现了信息的共享，大大优化了整车的布线。

接下来，我们将继续为大家分享CAN相关技术知识。

CAN的分层架构它由三层组成，即应用层、数据链路层和物理层。

应用层：该层与操作系统或CAN设备的应用程序交互。

数据链路层：它在发送、接收和验证数据方面将实际数据连接到协议。

物理层：它代表实际的硬件，即CAN控制器和收发器。

CAN物理层特性CAN物理层被分为三个部分：在CAN控制器芯片中实现的物理编码，指定收发器特性的物理介质附件，物理介质依赖子层，这是特定的应用，没有标准化。

图LCAN总线接线图物理编码子层PCS包括比特编码和解码、比特定时。

它为收发器芯片提供连接单元接口，并包含TX和RX引脚，位级错误也通过位填充来处理。

位时序出于时序目的，CAN总线上的每个位都划分成至少4个时间份额，时间份额逻辑上划分成4段：同步段传播段相位缓冲段1相位缓冲段2NominalBitTime(ofonBit)图2.CAN位时序同步段1个时间量子长度，用于多个连接在总线上的单元，通过此段实现时序调整,当总线电压电平发生变化(显性到隐性或隐性到显性)时，预计该段会出现位沿。

传播段用于补偿网络上节点之间的物理延迟，包括发送单元的输出延迟、总线上信号的传播延迟、接收单元的输入延迟。

相位缓冲段相位缓冲段用于补偿节点间的晶振误差，又分为相位缓冲段I(PSI)和相位缓冲段2(PS2),在这个时间段的末端进行总线状态的采样。

两个相位缓冲段PSl和PS2用于补偿总线上的边沿相位误差。

采样点采样渡是位时间内的一个时间点，在该时间点，读取总线电平并进行分析。

位时间内的采样点决定CAN总线电压是隐性还是显性。

以位时间的百分比表示,位置从位时间的起点开始计算，位于阶段1和阶段2之间。

如何通过波形解析can总线数据这里的数据使用的是标准的can设备产生的can信号（扩展帧发送数据ID=0x11121181 Data=0x06 0x08）信号的波形如图1所示，这里示波器的探头接的是CAN_H，探头的夹子接的是CAN_L：图1 示波器显示波形首先根据本博客中前面写的一篇如何测量can总线波特率获取总线的波特率，然后依据波特率和上面的波形读出具体的数据从上面的波形中读取到的数据是10111011101100011110111001111101011111001111101001111100111101111011011101根据标准can2.0b协议可以讲该字符串解析出来，标准的扩展协议如图2所示图2 CAN扩展消息格式然后将数据根据格式划分成各个有意义的字段，如图3所示，这里我自己将高电平编码为1，低电平编码为0。

但是在can协议中，他将高电平定义为显性位，逻辑上定义为0，将低电平定义为隐形位，逻辑上定义为1，我们前面先不管这个。

图3 数据分割在can的协议中当连续出现5个高电平时就需要插入一个低电平，连续出现5个低电平时就需要插入一个高电平，所以在解析的过程中需要将这些插入的数据删除，就是图3中用红线删除的那些数据。

在删除这些数据之后根据图2的格式可以将各个字段分割出来解析信息：29位ID：0 1110 1110 1101 1110 1110 0111 1110，从右到左每4位一个字段，这里需要将其在转换回can协议定义的逻辑电平的形式---即将0变为1，将1变为0，这样便符合我们日常的编码习惯。

解析出来的ID=0x11121181,与我们发送的数据是相符合的。

DLC：1101 转换成十进制为2 表示这一帧中有两个数据，接下来的16个字节便表示2个数据D1：11111001 = 0x06D2：11110111 = 0x08这样便解析出了我们需要的数据，这是和我发送的数据一致的。

汽车can总线测量方法
CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线是一种常用于汽车电子系统中的通信协议，用于实现车内各个电子设备之间的数据交换和通信。

要测量汽车CAN总线的数据，可以采取以下方法：
1. 使用CAN总线分析仪：CAN总线分析仪是一种专门用于监测和分析CAN总线数据的设备。

它可以连接到车辆的CAN总线上，实时监测和记录CAN总线上的数据传输情况，同时还可以对数据进行分析和解码。

2. 使用诊断工具：一些汽车诊断设备和工具也可以用于测量CAN总线数据。

通过连接到车辆的诊断接口，这些工具可以读取和解析CAN总线上的数据，提供诊断和调试信息。

3. 使用OBD-II扫描工具：OBD-II（On-Board Diagnostics）是一种汽车诊断协议，它使用CAN总线进行数据传输。

一些OBD-II扫描工具可以通过连接到车辆的OBD-II接口，读取和解析CAN总线上的数据，提供车辆的诊断和调试信息。

无论是使用CAN总线分析仪、诊断工具还是OBD-II扫描工具，测量CAN总线数据时需要连接到车辆的相应接口，同时还需要具备相应的软件和硬件支持，以
确保准确获取和解析CAN总线上的数据。

图8-4 接线盒
图8-5 两通道工作情况下DSO的连线(示例 A8 3.3 TDI)
2) DSO的设置(见图8-6)
1——通道(Kanal)A，测量CAN-High信号。 2——通道(Kanal)B，测量CAN-Low信号。 3——通道A和通道B的零线坐标置于等高(黄色的零标记被绿色的 零标记所遮盖)。这样在同一条零坐标线下对电压值进行分析更为简便。 4——通道B的电压/单位设定。在0.5 V/格的设定下，DSO的显示 便于电压值的读取。
2——CAN-High的隐性电压大 约为2.6 V(逻辑值1)。
3——CAN-High的显性电压大 约为3.8 V(逻辑值0)。
4——CAN-Low的隐性电压大 约为2.4 V(逻辑值1)。
5——CAN-Low的显性电压大 约为1.2 V(逻辑值0)。
图8-7 动力CAN-Bus的波形
利用两条线的电压差确认数据，见表8-1。当CAN-High 的电压值上升时，相应CAN-Low的电压值下降。正如DSO 显示所示，CAN-Bus只能有两种工作状态。在隐性电压时， 两个电压值很接近；在显性电压时，两个电压差值约为 2.5 V，电压值大约有100 mV的小波动。
2) 分析和设定 DSO的界面见图8-15。
1——通道A的电压/单位值设定。应 选取图示电压单位值，以便于波形显示。
2——最小时间电位值设定。 3——通道A的零线。显性电压高于零 线，隐性电压低于零线。 4——隐性电压。对电压差测量，隐 性电压值为－5 V(0 V－5 V=－5 V)。 5——显性电压。对电压差测量，显 性电压值为3 V(4 V－1 V=3 V)。 如图中波形所示，在单通道模式下进 行DSO的测量，显性电压位于正电压区， 隐性电压位于负电压区，这有利于故障的 分析判断。双通道模式的测量也适用于舒 适CAN和信息CAN的单线工作状态。

汽车can总线工作原理及测量方法详解发表于2018-04-25 08:54:18接口/总线/驱动CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。

CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS （无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。

CB311CAN总线的结构如图1所示。

图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。

CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN 控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。

2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。

它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。

同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。

3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。

两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。

通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。

4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。

CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。

汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。

汽车CAN低速网故障特征波形分析魏显坤;邓长勇;张甲瑞;余家富【摘要】介绍了CAN低速网的波形特征,系统总结了CAN-H和电源的正极端短路、CAN-H线路断路、CAN-H和电源负极端短路、CAN-H和CAN-L之间短路、CAN-L和电源的负极端短路、CAN-L和电源的正极端短路、CAN-L线路断路7种故障的波形,为CAN线的学习者及汽车检测与维修提供了参考.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】2页(P18-19)【关键词】CAN低速网;故障特征;波形分析;德国双元制【作者】魏显坤;邓长勇;张甲瑞;余家富【作者单位】重庆工商职业学院,重庆401520;重庆广播电视大学,重庆401520;重庆工商职业学院,重庆401520;重庆广播电视大学,重庆401520;重庆工商职业学院,重庆401520;重庆工商职业学院,重庆401520【正文语种】中文车载网络是汽车电控技术的核心内容，波形检测与分析是车载网络架构学习中的重点内容，网络信号波形的检测分析是分析故障原因的重要依据。

目前，国内汽车故障排除是根据解码仪上的故障码，结合经验试探排除，有一定的盲目性，基本不分析信号波形，故障排除效率低。

因此，掌握故障波形特征，对于理解CAN线的原理、提高故障排除效率有重要意义。

1 低速CAN总线波形特征CAN线网络即控制器局域网，是Controller Area Network的缩写。

CAN总线是汽车各个控制器ECU之间交换、传递信息的数据总线。

为减小电磁干扰对信号传输的影响，采用双绞线形式和差分方式传输数据。

低速CAN网用在汽车车身及舒适系统，连接中控门锁、玻璃升降、智能雨刮、自动空调等电控系统。

根据SAE的分类，低速CAN网的传输速度是40～125kb/s。

低速CAN网信号波形如图1所示。

在显性位，VCAN-L=1V，VCAN-H=4V，VCAN-H-VCAN-L=3V；在隐性位，VCAN-L=5V，VCAN-H=0V，VCAN-H-VCAN-L= -5V。