整车CAN通信设计规范
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CAN总线数据通讯功能设计摘要:近年来,社会进步迅速,我国的智能化建设的发展也有了改善。
CAN(ControllerAreaNtework)即控制器局域网络,最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。
现代汽车越来越多采用电子装置控制,如发动机的定时、注油控制、加速、刹车、自动泊车、倒车雷达及复杂的制动防抱死系统(ABS)等。
这些电子装置的控制需实时检测及交换大量的数据,仅使用传统点对点的连接方式来实现子系统之间的随机通信,不但繁琐、昂贵,且难以解决问题。
采用CAN总线上述问题就能得以很好的解决。
因为CAN总线为多主站总线,各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息,不分主次,通信灵活;采用短帧结构,数据传输时间短,最大传输数率可达1Mbps(通信距离小于40m)。
CAN总线技术由于高性能、高可靠性及其独特的设计备受人们的重视,经过十几年的发展,该技术已成为所有车载电子控制系统互联、互通的标准,广泛应用于汽车电子监测系统。
关键词:CAN总线;数据通讯;功能设计引言随着汽车的普及,人们对汽车舒适度要求越来越高,使得汽车电子技术发展迅速,越来越多的汽车电子控制单元(ElectronicControlUnit,ECU)被应用于汽车控制。
诊断功能的实现是ECU开发过程中的重要部分,对诊断功能进行集成测试是为了验证功能实现与设计规范的一致性。
1方案的实现电路主要由四个部分构成:微控制器、独立CAN通信控制器、CAN总线收发器、高速光耦。
微控制器负责CAN通信控制器的初始化。
CAN通信控制器有发送和接收两端,它能够同时读写总线,这个功能对于错误检测与总线仲裁都很重要,因此通过控制CAN通信控制器实现数据的接收和发送通讯任务。
CAN通信控制器要通过CAN总线收发器上的线驱动器和总线接口进行总线的读写,总线是通过典型的双绞线传输差分电压信号,处理CAN总线两端的节点应设置跨接在两根双绞线间的终端匹配电阻。
CAN总线特点与规范CAN 总线规范:CAN总线属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,位速率可高达1MBPS。
可以应用在汽车控制系统,自动化电子领域中的各种部件(传感器,灯光,执行机构等)与主机连接组成CAN 网络。
本章介绍通过CAN总线与液晶显示器的连接。
CAN 具有下列主要特性:1 多主站依据优先权进行总线访问。
总线开放时,任何单元均可开始发送报文,具有最高优先权的报文的单元赢得总线访问权。
利用这个特点可以用液晶显示器作为多主机的公用监视器,不用每台主机配一个监视器,从而节约系统成本。
2 无破坏性的基于优先权的仲裁。
网络上的每个主机可以同时发送,哪个主机的数据可以发送出去取决于主机所发送报文的标识符决定的优先权的大小,没有发送出去的帧可自动重发。
以后将介绍数据怎样仲裁。
3 借助接收滤波的多地址帧传送收到报文的标识符与本机的接收码寄存器与屏蔽寄存器相比较,符合的报文本机才予以接收。
4.远程数据请求。
网络上的每个接点可以发送一个远程帧给另一个接点,请求该接点的数据帧,该数据帧与对应的远程帧以相同的标识符ID命名。
5.配置灵活性通过八个寄存器进行接点配置,每个接点可以接收,也可以发送。
6.全系统数据相容性7.错误检测和出错信令有五种错误类型,每个接点都设置有一个发送出错计数器和一个接收出错计数器。
发送接点和接收接点在检测到错误时,出错计数器根据一定规则进行加减,并根据错误计数器数值发送错误标志(活动错误标志和认可错误标志),当错误计数器数值大于255时,该接点变为“脱离总线”状态,输出输入引脚浮空,既不发送,也不接收。
CAN 中的总线数值为两种互补逻辑数值:“显形”和“隐性”,用差分电压表示。
“显形”表示逻辑“0”,显性状态用大于最小阈值的差分电压表示。
“隐性”表示逻辑“1”,这时输出的差分电压Vdiff 近似为0,Vcanh ,Vcanl固定于平均电压电平,显性位与隐性位同时发送时,最后总线数值为显性。
CAN协议规范范文CAN(Controller Area Network)是一种串行通信协议,常用于汽车、船舶、工业控制等领域。
CAN协议的规范包括物理层和数据链路层的定义,以及消息和帧格式的详细说明。
本文将详细介绍CAN协议的规范。
一、物理层1.高速CAN物理层2.低速CAN物理层二、数据链路层CAN的数据链路层采用了CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的工作方式。
每个节点都可以发送消息,但发送前会先进行信道检测,如果信道上有其他节点正在发送消息,则会进行退避重传以避免碰撞。
1.CSMA/CD工作方式CSMA/CD工作方式的基本原则是:发送节点先侦听信道,如果信道空闲,则发送数据;如果信道忙,则等待,直到信道空闲;如果在发送过程中检测到碰撞,则停止发送,并进行退避重传的操作。
2.消息格式CAN消息分为标准帧和扩展帧两种格式。
标准帧由标识符、远程帧标志、数据长度码和数据域组成;扩展帧在标准帧的基础上增加了扩展标识符。
标准帧的标识符为11位,可以表示2^11=2048种不同的消息。
远程帧标志用于区分数据帧和远程帧。
数据长度码指示了数据域的字节数,最大为8字节。
数据域用于携带实际的数据内容。
扩展帧的标识符为29位,可以表示2^29=536,870,912种不同的消息。
其他与标准帧相同。
三、CAN协议规范1.消息发送CAN节点发送消息的流程大致为:选择适当的发送速率和标识符、封装数据到数据域、通过差分信号发送数据。
2.消息接收CAN节点接收消息的流程大致为:接收差分信号、识别帧类型、解析标识符和数据、处理接收到的消息。
3.错误处理总结:本文详细介绍了CAN协议的规范,包括物理层和数据链路层的定义,消息和帧格式的说明,以及消息的发送和接收流程、错误处理机制等细节。
CAN协议的规范化使得不同厂商的设备能够相互通信,为广泛应用于汽车、船舶、工业控制等领域提供了通用的通信标准。
can接口标准
`can` 接口标准是指控制器区域网络 (Controller Area Network) 的通信协议和物理层接口标准。
CAN是一种高可靠性、实时性强的串行通信总线,广泛应用于汽车电子系统和工业自动化领域。
CAN接口标准定义了CAN总线上的消息格式、帧结构、数据传输速率、电气特性等规范。
其中较为常用的两种CAN接口标准是CAN 2.0A 和 CAN 2.0B。
CAN 2.0A 适用于速率为 1 Mbps 的低速通信,使用 11 位标识符来表示消息的优先级。
CAN 2.0B 则支持速率高达 1 Mbps 的高速通信,使用 29 位标识符。
除了标准的CAN接口,还有一些厂商特定的CAN接口标准,如CANopen、J1939等。
这些接口标准定义了CAN总线上的通信规范,使得不同设备和系统可以相互通信和交换数据。
这样,开发人员可以根据CAN接口标准来设计和实现符合要求的CAN设备,从而实现复杂的控制和通信功能。
目录1 整车控制器控制功能和原理 (1)2 纯电动客车总成分布式网络架构 (1)3 整车控制器开发流程 (3)3.1 整车及控制策略仿真 (4)3.2 整车软硬件开发 (5)3.2.1 整车控制器的硬件开发 (6)3.2.2 整车控制器的软件开发 (10)3.3 整车控制器的硬件在环测试 (12)3.4 整车控制器标定 (15)3.4.1 整车控制器的标定系统 (15)1整车控制器控制功能和原理纯电动客车是由多个子系统构成的系统,主要包括储能、驱动等动力系统,以及其它附件如空调等。
各子系统几乎都通过自己的控制单元(ECU)来完成各自功能和目标。
为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标,一方面必须具有智能化的人车交互接口,另一方面,各系统还必须彼此协作,优化匹配。
因此,纯电动必须需要一个整车控制器来管理系统中的各个部件。
纯电动车辆以整车控制器为主节点的、基于高速CAN总线的分布式动力系统控制网络,通过该网络,整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管理、协调和监控,提高整车能量利用效率,确保车辆安全性和可靠性。
整车控制器的功能如下:1)车辆驾驶:采集司机的驾驶需求,管理车辆动力。
2)网络管理:监控通信网络,信息调度,信息汇总,网关。
3)仪表的辅助驱动。
4)故障诊断处理:诊断传感器、执行器和系统其他部件故障并进行相应的故障处理,实时显示故障。
5)在线配置和维护:通过车载标准CAN端口,进行控制参数修改,匹配标定,功能配置,监控,基于标准接口的调试能力等。
6)能量管理:通过对纯电动客车载耗能系统(如空调、电动泵等)的协调和管理,以获得最佳的能量利用率。
7)功率分配:通过综合车辆信息、电池的SOC、温度、电压、电流和电机的温度等信息计算电机功率分配,进行有效的能量管理,以保证车辆能量效率达到最优。
8)坡道驻车辅助控制9)坡道起步时防溜车控制2纯电动客车动力总成分布式网络架构纯电动客车是由多个子系统构成的复杂系统。
can通信协议标准CAN通信协议标准。
CAN(Controller Area Network)是一种串行通信协议,最初由Bosch公司设计用于汽车内部通信。
如今,CAN协议已经成为许多工业领域中最常用的通信协议之一。
本文将介绍CAN通信协议的标准,包括其特点、应用领域以及未来发展方向。
首先,CAN通信协议的特点包括高可靠性、实时性和抗干扰能力强。
CAN协议采用了差分信号传输,使得其在抗干扰能力上具有优势。
此外,CAN协议还采用了CSMA/CR(Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution)的工作方式,能够实现多节点之间的通信协调,从而保证了通信的实时性和可靠性。
其次,CAN通信协议广泛应用于汽车电子控制系统、工业控制领域以及航空航天等领域。
在汽车电子控制系统中,CAN总线连接了车辆上的各种传感器、执行器和控制单元,实现了各个部件之间的信息交换和协调工作。
在工业控制领域,CAN总线被广泛应用于各种自动化设备和机器人系统中,实现了设备之间的数据交换和控制指令传输。
在航空航天领域,CAN总线也被应用于飞机的航空电子系统中,实现了各个航空电子设备之间的信息交换和数据传输。
未来,随着物联网和智能制造的发展,CAN通信协议将面临着更多的挑战和机遇。
在物联网领域,CAN协议将需要更好地适应大规模设备连接和数据交换的需求,同时提高其安全性和隐私保护能力。
在智能制造领域,CAN协议将需要更好地与工业互联网和云计算等新兴技术相结合,实现更高效的设备协同和数据管理。
总之,CAN通信协议作为一种重要的串行通信协议,具有高可靠性、实时性和抗干扰能力强的特点,广泛应用于汽车电子控制系统、工业控制领域和航空航天领域。
未来,随着物联网和智能制造的发展,CAN通信协议将面临着更多的挑战和机遇,需要不断创新和发展,以满足新的应用需求和技术发展趋势。
山东中文沂星电动汽车充电站充电设施CAN总线通讯规范(BMS、充电桩、充电机、后台)1、通讯规范数据链路层应遵循的原则总线通讯速率为:250Kbps,根据现场实际情况,可能改成125K。
以250K为主,125K备用数据链路层的规定主要参考CAN2.0B的相关规定。
使用CAN扩展帧的29位标识符并进行了重新定义,以下为29们标识符的分配表:其中,1位PRI 为报文优先级(0:高优先级;1:普通报文);2位Resv 为保留位,填03位DestAddr 为目标地址(1-14表示设备地址,15表示广播地址;0:保留;1:后台监控系统;2:充电柱;3:BMS;4:CCS)4位SourceAddr 为源地址(1-14表示设备地址,15表示广播地址;0:保留;1:后台监控系统;2:充电柱;3:BMS;4:CCS)8位FunctionCode 为报文的功能码;(0-255见后续定义)10位InfoCode 为报文的信息码;(0-1023见后续定义)单体FunctionCode表示功能码,指报文内容属于任何种功能类型,定义如下:=0对时报文=1申请读取数据/回答读取数据=2申请写入数据/回答写入数据(不带返校)=3遥控操作/遥控返校=4遥控执行/执行返校=5主动上送数据(广播发送)=6主动上送数据(点对点)……..InfoCode表示信息码,指报文数据区的信息类型,定义如下:=0 保留,当不属于以下定义的信息类型时,可填0=001-400 综合类数据,可由双方约定每种报文帧的数据结构(现未用)=401-600 直流测量值数据。
401~600=总数据及报警参数;。
407=每个模块是否有温度;//最大64模块。
408~415=上送模块中电池支数;//最大64模块。
420~519=单体电压;//最多400个单体电压。
520~535=每个模块的温度;//最大64个温度,传输每个模块的最高温度。
536~551=每个模块的温度;//最大64个温度,传输每个模块的最高温度。
目前,从广泛应用的8位/16位单片机,到DSP和32位的PowerPC、ARM等嵌入式处理器,均在芯片内部含有CAN总线硬件接口单元。
因此,从硬件角度看,CAN具备其它现场总线无法比拟的高集成化优势和广泛的市场支持基础。
CAN的开发平台也比较简单,用户如果选择普通单片机加上CAN 控制器进行开发,则CAN的开发平台和普通单片机的开发平台完全相同;如果选择带有片内CAN控制器的单片机进行开发,则只要换用支持该单片机的仿真器就可以了,其他开发设备完全相同。
开发CAN也需要相应的驱动程序。
用户可以自行根据选择的CAN控制器开发驱动程序。
图1 CANopen协议通信模型图2 CANopen设备模型通过采用高层协议将CAN的应用推向深化和其他的现场总线相比,CAN只定义了物理层和数据链路层的规范(遵循OSI标准),这种设计和CAN规范定义时的历史条件有关,也可以使CAN能够更广泛地适应不同的应用条件,但必然给用户应用带来一些不便。
用户在应用CAN协议时,必须自行定义高层协议。
如何将CAN协议的应用推向更深的层次,同时满足产品的兼容和互操作性?国际上通行的办法是发展基于CAN的高层应用协议,只用在应用层上,不同公司的产品才可能实现互操作,好的应用层协议更可以为用户带来系统性能的飞跃。
在CAN总线协议飞速发展的20年中,很多领域都制定了CAN在该领域应用时所采用的高层协议规范。
其中,比较著名的有美国汽车工程师协会(SAE)制定的车内通信规范J1939等。
这些协议和规范对CAN的推广起了很大的作用,但总体来说,协议的模块化特性都不太好,一般只能应用于特定的领域。
为了能够把CAN推广到更多的领域,欧洲一些公司推出了CAL(应用层CAN)协议,尽管CAL在理论上正确,并在工业上可以投入应用,但每个用户都必须设计一个新的子协议,因为CAL 是一个真正的应用层协议。
CAL 可以被看作一个应用CAN 方案的必要理论步骤,但在这一领域它不会被推广。
can 通信规约-回复什么是“can 通信规约”?CAN(Controller Area Network)通信规约是一种基于串行通信协议的控制器局域网络,用于在汽车和工业领域中的多个设备之间进行可靠的高速通信。
CAN通信规约最早由德国的Robert Bosch GmbH公司于1986年开发,并且在1991年成为国际标准(ISO 11898)。
该通信规约定义了数据传输的物理层和数据链路层,其中物理层定义了电缆、网络拓扑结构和传输率等参数,而数据链路层定义了消息的帧格式、错误检测和冲突检测等。
为什么我们需要CAN通信规约?在车辆和工业自动化等领域中,需要实现不同设备之间的可靠和高效通信。
CAN通信规约提供了一种有效的解决方案,具有以下几个特点:1. 高性能:CAN通信规约支持高速率的数据传输,可以达到1Mbps的传输速率,且数据传输可靠。
2. 实时性:CAN通信规约具有极低的延迟,可以满足实时应用的需求。
3. 适应性:CAN通信规约可以采用不同的物理介质,例如双绞线、光纤等,可以适应不同的通信环境和距离需求。
4. 可靠性:CAN通信规约通过冲突检测和错误检测机制,可以确保数据传输的可靠性,即使在噪声干扰和网络故障的情况下也能保持通信稳定。
如何实现CAN通信?CAN通信规约分为物理层和数据链路层,下面将分别介绍如何实现这两个层面的通信。
1. 物理层:CAN通信规约可以采用两条不同的双绞线进行数据传输,分别为CAN-H 和CAN-L线。
CAN-H线上的电压高表示逻辑1,电压低表示逻辑0,而CAN-L线则相反,通过CAN收发器将数据转换为差分信号进行传输。
另外,CAN通信规约还可以使用光纤进行数据传输,这样可以提高抗干扰能力和传输距离。
2. 数据链路层:数据链路层是CAN通信规约的核心,用于定义数据的帧格式、错误检测和冲突检测等机制。
CAN数据帧由以下几个字段组成:- 起始位(Start-of-frame):用于同步接收方的时钟。
CAN通讯协议一、引言CAN(Controller Area Network)通讯协议是一种广泛应用于汽车电子系统和工业控制领域的串行通信协议。
本协议旨在规范CAN通讯的物理层、数据链路层和应用层的标准化要求,以确保CAN网络的可靠性、稳定性和互操作性。
二、物理层要求1. 传输介质1.1 CAN通讯使用双绞线作为传输介质,建议采用屏蔽双绞线以提高抗干扰能力。
1.2 传输距离应符合设计要求,可根据实际应用场景选择适当的传输距离。
2. 传输速率2.1 CAN通讯支持多种传输速率,包括但不限于:1Mbps、500kbps、250kbps、125kbps、100kbps、50kbps和20kbps。
2.2 传输速率应根据系统需求进行合理选择,并保证网络中所有节点的传输速率一致。
3. 电气特性3.1 CAN总线的电平标准应符合国际标准ISO 11898-2的要求。
3.2 CAN总线的电压范围应在0V至5V之间,其中0V表示逻辑低电平,5V表示逻辑高电平。
3.3 CAN总线的电流负载应符合设计要求,可根据实际情况选择适当的电流负载。
三、数据链路层要求1. 帧格式1.1 数据帧:由标识符、控制域、数据域和CRC校验码组成,用于传输数据。
1.2 连接帧:由标识符和控制域组成,用于连接建立和释放。
1.3 错误帧:由标识符和错误标志组成,用于错误检测和错误处理。
2. 数据帧传输2.1 数据帧的优先级由标识符的位域决定,优先级越高的数据帧具有更高的传输优先级。
2.2 数据帧的发送应遵循非破坏性传输原则,即发送者在发送数据帧时应检测总线上是否有其他节点正在发送数据帧,如有则等待。
3. 连接帧传输3.1 连接帧的发送应遵循互斥性原则,即发送者在发送连接帧时应检测总线上是否有其他节点正在发送连接帧,如有则等待。
3.2 连接帧的接收应遵循确认机制,即接收者在接收到连接帧后应发送确认帧以确认连接建立。
4. 错误处理4.1 错误帧的发送应遵循错误处理机制,即发送者在检测到错误时应发送错误帧以通知其他节点。
can的通讯规约Can通讯规约是一种用于控制器局域网 (Controller Area Network) 的通信协议。
它是一种高可靠性、实时性强的通信协议,被广泛应用于汽车电子系统中。
下面我将介绍一些关于Can通讯规约的基本知识。
Can通讯规约是由德国博世公司于1983年提出的,旨在解决汽车电子系统中的通信问题。
它最初是为了满足汽车电子系统对实时性和可靠性的要求而设计的。
Can通讯规约采用了一种分布式的通信方式,通过总线的形式连接各个控制器,实现了控制器之间的数据交换。
Can通讯规约具有以下特点:1. 高可靠性:Can通讯规约采用了差分信号传输和冗余校验机制,可以有效地抵抗噪声和干扰,提高通信的可靠性。
2. 实时性强:Can通讯规约采用了时间触发的方式进行数据传输,可以保证通信的实时性。
它采用了优先级机制来管理消息的传输顺序,确保高优先级的消息能够及时传输。
3. 灵活性:Can通讯规约支持多种数据传输方式,可以根据不同的应用需求进行配置。
它还支持多种数据帧格式,可以适应不同的数据传输场景。
4. 高带宽:Can通讯规约采用了高速传输方式,可以实现较高的数据传输速率。
它还支持多个控制器同时发送数据,提高了总线的带宽利用率。
Can通讯规约在汽车电子系统中得到了广泛的应用。
它被用于控制各种汽车电子设备的通信,如发动机控制单元、制动系统控制单元、空调系统控制单元等。
Can通讯规约的高可靠性和实时性强的特点,使得汽车电子系统能够更加可靠地工作,并提高了驾驶的安全性和舒适性。
总结一下,Can通讯规约是一种用于控制器局域网的通信协议,它具有高可靠性、实时性强、灵活性和高带宽的特点。
Can通讯规约的应用使得汽车电子系统能够更好地工作,提高了驾驶的安全性和舒适性。
文件编号: TKC/JS(S)-EV17 文件版本号: 0/A版 安徽天康特种车辆装备有限公司
整车CAN通信设计规范 编 制: 审 核: 批 准: 发布日期:2014年12月22日 实施日期:2014年12月22日 安徽天康特种车辆装备有限公司 目 录
前 言
为使本公司整车CAN总线通信设计规范化,参考国际标准化组织协议 以及国内外汽车总线总体设计的技术要求,结合本公司物流车开发车型的实际应用环境,编制本整车CAN总线通讯设计规范。本规范满足公司快速发展的需要,并将在实践中进一步提高完善。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部提出。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部批准。 本规范主要起草人:李劲松、查德国、和进军 本规范于2015年01月首次发布。整车CAN通信设计规范 一、说明 范围 本规范规定了安徽天康特种车辆装备有限公司(以下简称“天康”)生产的纯电动汽车CAN通信设计规范。 本规范适用于安徽天康特种车辆装备有限公司设计开发的纯电动汽车的CAN总线通信设计。 如果本标准与其它标准或规范不一致,则按照如下方式处理: 与SAE J1939不一致,遵照本标准执行; 与ECU技术规范不一致,遵照ECU技术规范执行 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。 表 1 参考文档 标号 标题 版本/修改日期 ISO-11898-1: Road vehicles — Controller area network(CAN) - Part 1: Data link layer and physical signaling 2003
ISO-11898-2: Road vehicles — Controller area network(CAN) - Part 2: High-speed medium access unit 2003
ISO-11898-5:Road Vehicles——Controller area network(CAN) - Part 5: High-speed medium access unit with low-power mode SAE-J1939-11: Surface Vehicle Recommended Practice —Physical Layer, 250K bits/s, Twisted Shielded Pair 2006
SAE-J1939-21: Surface Vehicle Recommended Practice —Data Link Layer 2006
术语和缩写 表 2 缩写 缩写 含义 ACK Acknowledgment(应答) CAN Controller Area Network(控制器局域网) DLC Data Length Code(数据长度码) ECU Electronic Control Unit(电控单元) EMC Electro Magnetic Compatibility(电磁兼容) ESD Electro-Static Discharge(静电阻抗器) IGN Ignition(点火开关) ISO International Organization for Standardization(国际标准化组织) LSB Least Significant Byte(最低有效字节) Lsb least significant bit(最低有效位) MSB Most Significant Byte(最高有效字节) Msb most significant bit(最高有效位) PCB Printed Circuit Board(印刷电路板) SAE The Society of Automotive Engineers(美国汽车工程师学会) SJW Synchronization Jump Width(同步跳转宽度) TBD To be defined(待定) 二、物理层 本节详细规定了物理层的需求 相关标准 所有ECU应遵从标准、或者中的相关规定. 物理介质 CAN传输线束应该满足表3描述的参数和如下的条件: CAN线束采用非屏蔽双绞线; CAN_H和CAN_L应该被保护屏蔽包裹,如果天康允许,可以使用不带保护层的CAN线束; 绞线率:13~58twist/m。 表 3 物理介质参数 参数 符号 最小值 标称值 最大值 单位 特征阻抗 Z 108 120 132 Ω 单位电阻(1) rb 0 25 50 mΩ 单位电容(2) cb 0 40 75 pF/m 信号传播延迟时间 tp - 5 - ns/m 注(1):在20℃测量 注(2):CAN_H和CAN_L之间 网络拓扑 CAN网络拓扑结构可以采用单网段的拓扑结构,也可以采用多个网段的拓扑结构。具体的拓扑结构由普天制定。 此外,网络拓扑应该满足如下的条件以及表4规定的参数: ➢ 为了避免终端反射,网络拓扑应该尽量使用线性结构; ➢ 根据经验,尽量使用短支线连接ECU; ➢ 为了减少干扰,CAN线束应该远离大电流和快速开关负载、连接ECU电源或地,以及连接起动机、雨刮继电器、转向灯继电器和控制灯的继电器; ➢ 此外,为了减少驻波,各ECU距离干线的长度,即支线长度L1不能相等;同时应避免ECU在总线上等间距布置,即任何两个ECU之间d值不能相等,L1和d的定义见图1所示。 表 4 网络拓扑参数 参数 符号 最小值 标称值 最大值 单位 总线长度 L∑ - 40 m 支线长度 L1 - 1 m 节点间距 d - 40 m 节点数量 - - - 15 - 图1 网络拓扑参数 连接器 网络连接器有足够的机械强度以保证即使在车上受到最大的振动也不会断开连接。 位定时 总线传输速率为250kbit/s,位时间为4000ns±2ns。 供应商应该正确设置ECU位定时参数,采样点应该尽量靠近但不超过位时间的7/8,SAE推荐的位定时参数如表5所示。 表 5 位定时参数 时钟频率 时间段1 时间段2 同步跳转宽度(1) 采样点位置 采样次数 16MHz 13 2 1 % 1 20MHz 16 3 1 85% 1 注(1):由于同步,使相位缓冲段1增长,或使相位缓冲段2缩短。相位缓冲段加长或缩短的数量有一个上限,此上限由SJW(同步跳转宽度)给定。 位时间包括四个部分,如图2所示。 图 1 位时间分段 推荐外围电路 本节给出建议的ECU内部CAN接口电路图。所有节点供应商都应该向天康提供CAN接口电路图及相关电气部件的信息。 下图为CAN接口外围电路的示意,由于收发器的不同,部分因有些收发器提供了用于连接分裂式终端的SPLIT引脚(如:NXPTJA1040、NXPTJA1041),而有些收发器无此引脚(如TJA1050)。故根据收发器的不同,CAN接口外围电路也略有不同,如下图:如果收发器有SPLIT引脚,应该连接该引脚(如图中虚线所示);如无此引脚,可以不进行连接。 收发器的SPLIT管脚连接到分裂终端上有助于稳定总线隐性电平。SPLIT管脚可以有效降低电磁辐射。正常模式下,SPLIT管脚电压值为。 图2 外围接口电路示意图 CAN控制器 CAN控制器应该遵循标准。供应商对控制器的选择,需要得到天康的认可。 CAN收发器 供应商选择的CAN收发器需符合或者的要求。表6列出了推荐的CAN收发器,推荐使用TJA1040或者TJA1041作为CAN总线收发器。 表 6 推荐CAN收发器类型 编号 供应商 收发器类型 SPLIT功能 睡眠/唤醒 1 NXP TJA 1050 不支持 不支持 2 NXP TJA 1040 支持 支持 3 NXP TJA 1041A 支持 支持 4 NXP TJA 1042T 支持 支持 5 Infineon TLE6251-DS 支持 支持 共模电感 为了抑制共模干扰、提高电磁兼容性,ECU中必须使用共模电感。如果控制器满足EMC特性要求,可以不安装共模电感,但必须预留共模电感的安装位置,可通过“零欧电阻”来实现旁路。 总线终端 每个CAN网段都需安装俩个终端电阻。 终端电阻需采用图3所示的分裂式终端,R1必须和R2相等。因某一控制器是否安装终端电阻(R1, R2和C1)由天康的网络拓扑决定,故终端电阻应尽可能放在容易替换的位置。 另,分裂式终端的中心与地之间必须接一个陶瓷电容(C1)。陶瓷电容用于稳定分裂终端电压,提高系统的电磁兼容性。 下表给出了电容和电阻的相关参数。 表 7 R1, R2 和 C1 参数 标称值 R1= R2 60Ω±1% / 250 mW C1 ±10% EMC电容 为了改善EMC特性(增强抗电磁干扰性),可以安装EMC电容。 EMC电容为选装器件,供应商在设计PCB需要预留该器件的安装位置,通常他们放置在EMC和ESD二极管之间。 要求C2和C3的数值相同,并且容差不超过10%; 表 8 C2和C3数值 参数 最小值 标称值 最大值 单位 C2/C3 0 47 100 pF 静电释放和过压保护 静电释放保护和过压保护器件有助于保护控制器不受静电放电(ESD)事件的破坏。静电释放保护和过压保护器件应满足下表要求。若控制器能满足下表中静电保护要求,可以不安装ESD保护器件,但应预留D1和D2(如图3所示)的安装位置。 表 9 静电释放保护推荐值 释放介质 最大测试电压 空气式(Air) ± 15kV
接触式(Contact) ± 8kV
晶振 晶振为CAN控制器的定时提供了参考。为了保证正确的CAN通信,晶振频率必须是CAN网络通信波特率的整倍数。晶振频率越高,定时稳定性也即越高。 时钟发生器只允许使用石英晶振,不允许使用其他时钟发生器,如陶瓷晶振。 晶振在各种条件下的误差必须少于±%,包括受到温度、老化的影响。