CAN总线培训讲义PPT课件

1、第1页/共29页目目 录录nCAN总线简介3n总线控制系统介绍 5nMultibus系统的结构7nMultibus系统的优点 9nMultibus系统模块及规范 17n故障诊断与排除 25n欧科佳技术支持 28第2页/共29页CAN 总线简介总线简介 19831983年，德国博世公司首先提出了用于汽车的控制器局域网年，德国博世公司首先提出了用于汽车的控制器局域网( (CAN-Controller Area Network)CAN-Controller Area Network)协议的构想。到今天协议的构想。到今天CANCAN总线已经成为总线已经成为国际上应用最广泛的现场总线并已被采用为国际标准

2、国际上应用最广泛的现场总线并已被采用为国际标准( (ISO11898)ISO11898)。 CAN CAN总线是一种多主机方式的串行通讯总线，总线是一种多主机方式的串行通讯总线，由于采用了许多由于采用了许多新技术和独特的设计思想，与同类产品相比，新技术和独特的设计思想，与同类产品相比， CAN CAN 总线在数据通总线在数据通信方面具有信方面具有高速、实时、可靠和灵活的优点。通过高速、实时、可靠和灵活的优点。通过CANCAN总线可以实现电总线可以实现电子设备之间的数据通讯和数据共享，达到对整车电气控制系统智能化管子设备之间的数据通讯和数据共享，达到对整车电气控制系统智能化管理的目标。作为一种技

3、术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的网络理的目标。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的网络通讯控制方式，通讯控制方式，CANCAN总线标准已被广泛应用于车载局域网总线标准已被广泛应用于车载局域网。第3页/共29页n实时控制n高速：最高可达1Mbits/s (典型应用 250Kbits/s)n强抗干扰能力n配置灵活n成本合理n物理层：带120欧姆终端电阻的双绞线 (典型长度 25m) n数据格式： ID+DATA+CRC+ACK最大5V 2VCAN 总线简介总线简介第4页/共29页电池电池+电池电池+ 传统的电气结构基本原理传统的电气结构基本原理什么是总线控制系统什么是总线控制系统

4、 ? ?电池电池+电子控制单元电子控制单元负载负载负载负载负载负载X 米米Y 米米Z 米米接插件第5页/共29页 总线控制系统电气结构基本原理总线控制系统电气结构基本原理什么是总线控制系统什么是总线控制系统 ? ?电池电池+负载负载负载负载负载负载电子电子控制控制单元单元1X 米米接插件通讯网络通讯网络电池电池+电池电池+电池电池+电子电子控制控制单元单元2第6页/共29页发动机发动机ECUABS/ASRECAS缓速器缓速器内部内部CAN总线总线 系统系统SAE J1939 (V-CAN)IOU B1IOU B2IOU B3IOU B4MULTIBUS 内部内部 CAN 总线系统总线系统( I

5、SO 11898)动力总成动力总成底盘底盘 & & 车身车身客车应用中客车应用中MULTIBUS系统系统的典型结构的典型结构导航系统导航系统视听系统视听系统倒车视频系统倒车视频系统ISO 11898 CAN 总线总线, J1708, 视听信号视听信号,. 舒适性舒适性MULTIC第7页/共29页客车应用中客车应用中MULTIBUS系统系统的典型结构的典型结构第8页/共29页MULTIBUS 系统的优点系统的优点n简化设计工作 = 节省时间，更快地对市场作出反应n简化车辆的维护工作 = 降低售后服务成本n智能化系统 = 实现设备间的数据通讯，提供更高级的功能n替代继电器和熔断器，减少元器件数量

6、= 提高可靠性n简化线束 = 提高可靠性，降低成本 为什么使用总线控制系统为什么使用总线控制系统 ? ? 第9页/共29页MULTIBUS 系统的优点系统的优点n简化设计工作 = 节省时间，更快地对市场作出反应 在客车制造中出现越来越多的客户定制功能，并且有些 功能相当复杂。应用传统的电气结构，为满足这些要求 可能会有大量的工作，设计新的线束，开发或购买专用 的电器设备等，造成交货不及时；总线控制系统可以极 大的改善这一状况，模块的智能化，可以通过软件编程， 方便的实现特殊功能，缩短生产时间，及时满足客户需 求。 为什么使用总线控制系统为什么使用总线控制系统 ? ? 第10页/共29页MULT

7、IBUS 系统的优点系统的优点n简化车辆的维护工作 = 降低售后服务成本应用总线控制系统可以通过屏幕方便的检测设备 的故障，甚至记录偶尔发生的故障。应用J1939/J1708协议对其它ECM进行故障诊断， 诊断结果可以显示在屏幕上，从而省去诊断设备。 为什么使用总线控制系统为什么使用总线控制系统 ? ? 第11页/共29页MULTIBUS 系统的优点系统的优点诊断界面：车辆上各类灯故障：车辆上其它设备故障：信号没有输入（输入端）模块没有输出（输出端）：信号已输入（输入端）模块已输出（输出端）：传感器故障（输入端）负载故障（输出端）次数：故障的累计次数接口：接插件编号和相应的端子号第12页/共2

8、9页MULTIBUS 系统的优点系统的优点n智能化系统 = 通过CAN总线实现设备间的数据通讯，提供更高级的功能方便获取发动机，变速箱，电子缓速器的信息方便实现复杂控制功能，减少设备，简化线束可以与CAN总线设备连接提供系统状态显示 为什么使用总线控制系统为什么使用总线控制系统 ? ? 第13页/共29页MULTIBUS 系统的优点系统的优点通过J1939获取的发动机和变速箱信息Applies to: CAT 3126E and Allison WT / 2000FramePGNNameByteTX/RXEnglish UnitsMetric UnitsEngine Hours65,255 (

9、00FEE7)Total engine hours1,2,3,4RQHHCruise Control/Vehicle Speed65,265 (00FEF1)Wheel-based vehicle speed2,3RXMPHkm/HCruise Control/Vehicle Speed65,265 (00FEF1)Cruise Control state7 b 8to6RX DM165,226 (00FECA)Malfunction lamp1 b 8&7RX EEC161,444 (00F004)Engine speed4,5RXRPMRPMEEC261,443 (00F003)Perce

10、nt load3RX%Engine Fluid Level/Pressure65,263 (00FEEF)Engine oil pressure4RXPSIKPaEngine Fluid Level/Pressure65,263 (00FEEF)Engine coolant level8RX%Engine Temperature65,262 (00FEEE)Engine coolant temp.1 RXFC第14页/共29页MULTIBUS 系统的优点系统的优点n替代继电器和熔断器，减少元器件数量 = 提高可靠性可以接收逻辑信号，模拟信号和脉冲信号可以全、半桥输出和脉宽调制输出具有短路，断路

11、和过载保护功能模块智能化，通过软件编程实现复杂功能组合灵活，满足不同要求 为什么使用总线控制系统为什么使用总线控制系统 ? ? 第15页/共29页MULTIBUS 系统的优点系统的优点n简化线束 = 提高可靠性，降低成本总线通讯，减少线束配置灵活，增减设备时线束设计简化维护方便，故障检测更容易 为什么使用总线控制系统为什么使用总线控制系统 ? ? 第16页/共29页MULTIBUS 系统组成模块系统组成模块MULTIC仪表控制单元仪表控制单元n控制系统的核心单元，分析处理各种信息，发出指令，协控制系统的核心单元，分析处理各种信息，发出指令，协调汽车各控制单元及电器设备的工作。调汽车各控制单元及

12、电器设备的工作。n步进电机驱动数字化指针式仪表步进电机驱动数字化指针式仪表nTFT彩色液晶显示器彩色液晶显示器n可作为倒车、车内监视器可作为倒车、车内监视器n高亮高亮LED符号片和仪表背光符号片和仪表背光n接收开关控制信号接收开关控制信号n采集模拟信号和脉冲信号采集模拟信号和脉冲信号n小功率负载输出小功率负载输出n与计算机连接进行程序下载，系统诊断与计算机连接进行程序下载，系统诊断第17页/共29页MULTIBUS 系统组成模块系统组成模块MULTIC仪表控制单元仪表控制单元正常液晶显示器画面正常液晶显示器画面第18页/共29页MULTIBUS 系统组成模块系统组成模块IOU输入输出控制单元输

13、入输出控制单元n接收开关控制信号接收开关控制信号n采集模拟信号和脉冲信号采集模拟信号和脉冲信号n不同输出功率，适合驱动各种设备不同输出功率，适合驱动各种设备n全桥、半桥或全桥、半桥或PWM输出输出n负载电流测量负载电流测量n安全模式输出安全模式输出n即插即用即插即用第19页/共29页n电气特性n工作电压工作电压 : 9 32V n起动冲击电压起动冲击电压 : 36V 少于少于 5 分钟分钟n每个接插件的管脚都具有对地或者对电源的短路保护每个接插件的管脚都具有对地或者对电源的短路保护n电源输入端具有正负极反接保护电源输入端具有正负极反接保护n温度特性n工作温度工作温度 : - 40oC + 70

14、oCn储藏温度储藏温度 : - 40oC + 85oCn在在38oC环境温度及环境温度及98% 湿度下可以存放湿度下可以存放8小时小时n机械特性n防护等级防护等级 : IP65 (所有的接插件都已插好所有的接插件都已插好)n抗振动抗振动 (正弦模式下正弦模式下) : 5g 从从 10Hz 到到 300 Hz (3个方向下个方向下15小时小时) n抗振动抗振动 (随机模式下随机模式下) : 5Hz-500Hz, 0.2g/Hzn未包装的抗摔性能未包装的抗摔性能 (依据依据 SAE J1455) : 物体的物体的3个彼此垂直的表面从一米高的地方摔到地面上。个彼此垂直的表面从一米高的地方摔到地面上。

15、 (共共摔摔3次次)n包装好的抗摔性能包装好的抗摔性能 (依据依据 SAE J1455) : 不超过公斤的包裹从不超过公斤的包裹从76CM高处摔下。高处摔下。 包裹的各个部位都进包裹的各个部位都进行过测试。行过测试。n抗腐蚀抗腐蚀 : NFX 41 002 标准标准 5% NaCl 情况下可存放情况下可存放96小时。小时。 MULTIBUS 应用应用规范规范第20页/共29页n辐射n导通的导通的 RF 辐射辐射 NB 和和 BB : 150KHz 108 MHz，电源线限制在，电源线限制在 93dBV 36 dBV 范围内范围内n辐射辐射: 30 MHz 960 MHz，限制在，限制在 76d

16、B 24 dBV/m范围内范围内nEMC/EMI 抗扰度n在电源线及电源输入端子上的电气干扰在电源线及电源输入端子上的电气干扰 :n脉冲脉冲 1 : - 300V; Ri=10; td=2msn脉冲脉冲 n脉冲脉冲 n脉冲脉冲 4 : Vs= - 5V; t6 = 50ms; t8 =10s (接合起动机接合起动机)n脉冲脉冲 5 : +120V; Ri=2.2; td=220ms (负载倾卸负载倾卸)n静电释放n通过通过 2 k电阻和电阻和330 pF电容直接从壳体上释放电容直接从壳体上释放 : 4 kV n通过通过 2 k电阻和电阻和330 pF电容直接从接插件上释放电容直接从接插件上释放

17、 : 2 kV n通过通过 2 k电阻和电阻和330 pF电容在空气中释放电容在空气中释放 : 8 kVn线束上线束上(第四部分第四部分)的大电流注入的大电流注入 (BCI) : 60 mA 在在 1MHz 400 MHz范围内范围内n辐射电磁场区域辐射电磁场区域 : 50 V/m 在在 27 MHz 900 MHz范围内范围内MULTIBUS 应用应用规范规范第21页/共29页 Multibus 系统具有强大的软件配置功能，每个负载的功能是通系统具有强大的软件配置功能，每个负载的功能是通 过软件编程来确定并实现的，可根据客户需求更改现有的控制过软件编程来确定并实现的，可根据客户需求更改现有的

18、控制 功能或增加新的控制功能，只需通过软件编程即可灵活实现，功能或增加新的控制功能，只需通过软件编程即可灵活实现， 非常方便。非常方便。MULTIBUS 开发工具开发工具 第22页/共29页MULTIBUS 系统相关文件系统相关文件n电气示意框图n CAN 总线和电源示意图总线和电源示意图n 模块连接示意图模块连接示意图n 注意事项注意事项第23页/共29页MULTIBUS 系统相关文件系统相关文件n功能说明n详细阐述系统中每个负载的逻辑功能详细阐述系统中每个负载的逻辑功能第24页/共29页MULTIBUS 系统故障与排除系统故障与排除 MULTIBUS系统具有自诊断功能，可以实时对各控制单元的工作状态进行监控检测，可以实现对电气负载的短路、断路检测。如果发生故障，实时显示报警信息，帮助驾驶员或维修人员及时排除故障，保证车辆的行使安全。 MULTIBUS系统中故障主要为两类：电气负载故障和控制单元故障。 第25页/共29页MULTIBUS 系统故障与排除系统故障与排除 电气负载故障主要是车辆上的电气负载设备发生故障或者连接电气负载设备的线路发生故障，比如各类灯光负载发生短路、断路，传感器或电气设备损坏。对于这类故障的判断和排除，可以参照以下方法进行： 第26页/共29页MULT