汽车单片机及局域网技术十二.doc

课 时 授 课 计 划科目 汽车单片机及局域网技术 任课教师 课次 _12_授课班级讲 课类 型讲授授课时间章 节名 称第三章 第一节 CAN总线的发展教 学目 的1. 掌握CAN总线的概念及其发展历程教学重点和难点教学过程复习回顾上次课的知识要点 3分钟讲解引出相关问题 2分钟 讲解问题及相关知识要点 70分钟回顾知识要点 5分钟 整理知识要点 5分钟布置作业 5分钟布置作业相关课后习题教 具准 备课后记述课堂效果较好3.2 CAN总线的发展CAN，全称为“Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN最初出现在20世纪80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出。当时，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问的通信越来越复杂，同时也意味着需要更多的连接信号线。这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。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信，减少不断增加的信号线。CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。现代汽车典型的控制单元有电控燃油系统、电控传动系统、防抱死制动系统(ABS)、防滑控制系统(ARS)、废气再循环控制、巡航系统和空调系统等，这些系统中采用单片机作为直接控制单元，用于对传感器和执行部件的直接控制。每个单片机都是控制网络上的一个节点，一辆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导线共同接在节点上，这两条导线就称作数据总线(Bus)。于是，就设计了这个单一的网络总线，让所有的外围器件挂接在该总线上。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点，但实际应用中，所挂接的节点数目会受到网络硬件的电气特性或延迟时问的限制。 使用计算机网络进行通信的前提是，各电控单元必须使用和解读相同的“电子语言”，这种语言称“协议”。汽车电脑网络常见的传输协议有数种，为了使不同厂家生产的零部件能在同一辆汽车中进行有效、协调的工作，并实现与众多的控制与测试仪器之间的数据交换，就必须制定标准的通信协议。随着CAN在各种领域的应用和推广，1991年9月Philips Semiconductor-s制定并发布了CAN技术规范(Version 2.0)。该技术包括A和B两部分。20A给出了CAN报文标准格式，而20B给出了标准的和扩展的两种格式。1993年11月IS0颁布了道路交通运输工具一数据信息交换一高速通信局域网(CAN)国际标准ISO11898，为控制局域网的标准化和规范化铺平了道路。美国的汽车工程学会SAE 2000年提出的J 1939，成为货车和客车中控制器局域网的通用标准。 在国外，尤其是欧洲，CAN网络被广泛地应用在汽车上，如BENZ、BMW等车。而一汽大众汽车有限公司生产的宝来(Bora)轿车，已于2001年12月9日上市，该车融合了许多高新技术，在动力传动系统和舒适系统中装用了两套CAN数据传输系统。正像汽车