CAN总线

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《测量与机电控制》核心课程
CAN总线和 OSI模型
❖ CAN总线是一种完全封闭式的局域网络
▪ 因此不需要考虑用户登录问题、会话或者安全性问题. ▪ 也不需要用户界面.
❖ CAN总线的物理以及数据链路层
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《测量与机电控制》核心课程
ISO-OSI* 参考模型
▪ ISO-IS 11519-2：针对比特率 小于125 kbps的低速CAN总线
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《测量与机电控制》核心课程
CAN总线协议： 一种面向消息的传输协议
❖ 每个节点即可是消息接受者也可是发送者 ❖ 总线上的消息可以被所有的设备接收到 ❖ 所有的节点均解析收到的消息，然后判断这条消息是否与自己相关 ❖ 所有的节点均会验证所收到的数据是否有错误 ❖ 所有的节点均会返回接受确认
仪表板控制器接到返回的水箱温度信息，并将其显 示在面板上
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《测量与机电控制》核心课程
不同CAN总线标准的消息帧
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不同的CAN总线帧格式：数据帧
❖ 概要: “大家好，这里有一些关于XXX的数据，希望你们需要!”
❖ 数据帧是CAN总线上最常用的一种消息帧，数据帧主要包括如下几个部 分（为简便起见在此省略了一些细节）：
来自转速传感器的信息： 当前转速为100RPM
收到
收到
CAN bus
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CAN总线的仲裁机制
❖ 总线仲裁 – 当CAN总线上的多个节点在同一时刻均尝试发送数据时 ，此时需要进行总线仲裁
❖ 在同一时刻，只允许一个节点向CAN总线上发送数据 ❖ 发送消息级别低的节点此时进入等待状态 ❖ 所发送消息的级别高的节点则继续向总线上发送数据

目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN， 一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s； 另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。
驱动系统的高速CAN
• 驱动系统CAN主要连接对象是发动机控制器 （ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器、 组合仪表等等，它们的基本特征相同，都是 控制与汽车行驶直接相关的系统。
倍。这种传统布线方法不能适应汽车的发展。CAN总线可有效减少线束，节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30 根，应用总线 CAN 则
只需要 2 根。（3）关联控制在一定事故下，需要对各ECU进行关联控制，而这是传统
汽车控制方法难以完成的表1 汽车部分电控单元数据发送、接受情况
• （5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。
• （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。
• （7）节点数实际可达110个。
• （8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。
• （9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错 率极低。
• （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一 般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。
可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起 的）应能准确识别出来 使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统 应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换 数据密度大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态 均相同，这样就使得两控制单元之间不会有数据偏 差。如果系统的某一处有故障，那么总线上所有连 接的元件都会得到通知。 数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速 率必须很快，这样才能满足实时要求。
• （2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满 足不同的实时要求。

can总线常见故障及排除方法大家好呀！今天咱就来唠唠这个can总线常见的那些故障，还有怎么把它们给解决掉哈。

一、通信故障。

这个通信故障啊，在can总线里还挺常见的。

有时候你会发现数据传输老是不顺畅，就好像两个人打电话老是有杂音或者听不清对方在说啥一样。

1. 线路连接问题。

可能是can总线的线路插头松动了，这就好比你家的电线插头没插紧，那电肯定传不好啊。

解决方法就是检查一下各个插头，把它们插紧点，确保连接稳固。

2. 线路损坏。

有时候线路可能被啥东西给压坏了或者磨破了，这就会影响通信。

就像你走在路上，路坏了那你肯定走得磕磕绊绊的。

遇到这种情况，就得找到损坏的地方，把坏掉的那一段线路给换了。

3. 终端电阻不匹配。

终端电阻要是不匹配，就好像两个人说话的频率对不上，你说一句他还没反应过来呢。

这时候要检查一下终端电阻的阻值是不是符合要求，要是不对，就换成合适的电阻。

二、节点故障。

节点出问题也会影响can总线的正常工作哦。

1. 节点硬件损坏。

比如说节点里的芯片或者其他硬件坏了，那就相当于这个节点“生病”了，没办法正常工作。

这时候就得把坏的硬件给换了，就像人感冒了吃药打针治好一样，把节点修好了，它就能继续干活啦。

2. 节点软件错误。

有时候软件出了点小毛病，也会让节点不听话。

这就好比你手机里的某个软件突然崩溃了，功能就用不了了。

解决办法就是检查一下软件的程序，看看是不是哪里写错了，然后修改或者重新安装一下软件。

三、电磁干扰故障。

这个电磁干扰啊，就像一个调皮的小鬼，老是来捣乱。

1. 外部电磁干扰。

周围要是有一些大功率的电器或者信号发射源，就可能会干扰到can总线的通信。

就像你在安静的房间里看书，突然旁边有人放起了大音量的音乐，你肯定会被打扰到。

这时候可以采取一些屏蔽措施，比如给线路加上屏蔽层，把这个“调皮鬼”给挡住。

2. 内部电磁干扰。

有时候can总线自己内部的电路也可能会产生电磁干扰。

这就好比一个团队里有人闹别扭了，影响了整个团队的工作。

can总线知识点
摘要：
1.can总线简介
2.can总线的特点
3.can总线的工作原理
4.can总线的应用领域
5.can总线的发展趋势
正文：
can总线是一种用于实时控制的串行通信总线，它最初由德国的Robert Bosch GmbH公司于1980年代开发。

can总线具有高速、高可靠性、强实时性、低成本等优点，因此在汽车、工业自动化、智能建筑、医疗设备等领域得到了广泛的应用。

can总线的特点是采用多主控制结构，所有节点都可以主动发送或接收消息，不存在固定的主从关系。

can总线采用位级别的仲裁机制，确保了在多个节点同时发送消息时，总线上不会出现数据冲突。

此外，can总线还具有错误检测和处理功能，能够自动检测并纠正错误，从而保证了通信的可靠性。

can总线的工作原理是，首先将数据按位编码，然后通过定时器进行分时发送。

接收节点在接收到数据后，会对其进行解码和处理。

can总线采用两线制传输，即数据线和信号线，通过电平变化来表示数据。

此外，can总线还具有扩展功能，可以通过中继器扩展总线长度。

can总线在汽车领域的应用最为广泛，主要用于汽车电子设备的通信和控
制。

例如，can总线可以用于传输发动机、制动、转向等系统的实时数据，实现汽车的智能控制。

此外，can总线在工业自动化领域也有广泛应用，如用于工厂生产线的自动化控制、智能楼宇的安防系统等。

随着物联网技术的发展，can总线的应用领域也在不断扩大。

在未来，can 总线将继续在智能交通、智能家居、智能医疗等领域发挥重要作用。