23.CAN总线的结构及原理

课程名称智能网联汽车技术CAN总线的结构与原理01动力CAN总线系统的结构与工作原理目录Contents动力CAN总线系统的结构与工作原理PART

0NE011.动力CAN总线系统的结构组成（1）CAN控制器CAN控制器的作用：接收来自控制单元微处理器中的数据、处理数据并传送给CAN发送器;接受CAN接收器的数据、处理数据并传送给微处理器。优点数据发送时间控制数据接收控制数据格式转换（2）CAN收发器CAN收发器是一个发送器和一个接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去；接收总线上的电信号，并转化成数据传给CAN控制器。在每个节点内都有两个CAN收发器分别负责CAN高位线和CAN低位线的数据传送。1.动力CAN总线系统的结构组成（3）数据总线终端数据总线终端实际上是一个电阻器，作用是避免数据传输终了反射回来，产生反射波使数据遭到破坏。在高速CAN-Bus中，只有两个数据传递终端，装在CAN高位（CAN-H）和低位（CAN-L）数据线之间。将点火开关断开后，可用万用表测量CAN-H线和CAN-L线之间的电阻值。其中每一个终端电阻的电阻值为120Ω1.动力CAN总线系统的结构组成（4）CAN数据总线CAN数据总线用以传输数据的双向数据线分为CAN高位（CAN-H）和低位（CAN-L）数据线。CAN-H线和CAN-L线正常传输信号时的波形如图所示。1.动力CAN总线系统的结构组成（1）CAN的特点CAN-BUS为多主方式工作，总线上的任一个节点均可以在网络空闲的任意时刻，主动向网络上的其他节点发送信息，所有节点不分主次，通信方式灵活。2.动力CAN总线系统的工作原理（2）CAN的数据传递过程数据总线－线路控制单元1控制单元2控制单元3控制单元4数据接收数据接收数据准备数据检验数据接收数据检验数据检验数据接收数据接收数据发送数据准备数据发送数据接收数据检验数据接受2.动力CAN总线系统的工作原理CAN总线电平CAN总线分为CAN高位和低位（CAN-low）数据线，对地电压分别用VCAN-H和VCAN-L表示，它们这间的差值称为差分电压Vdiff，即Vdiff=VCAN-H-VCAN-L。3.动力CAN总线系统的数据传输4.CAN数据帧为了可靠地传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元，这就是数据传输的单元，称其为帧。一个数据帧的构成：开始域仲裁域检验域数据域安全域确认域结束域CAN以报文为单位进行信息传送，CAN中一个报文称一帧。（1）开始域开始域代表数据传输的开始，用一位“0”代表。（2）仲裁域仲裁域用于确定数据协议的优先权。如果两个控制单元都要同时发送各自的数据，那么，具有较高优先权的控制单元优先发送。4.CAN数据帧（3）检验域用于确定数据信息数量显示在数据域中所包含的信息项目数，由保留位和数据长度码组成。（4）数据域在数据域中，信息被传递到其他控制单元。（5）安全域检测数据传输中的错误，有助于识别传输的干扰。4.CAN数据帧（6）确认域在确认域中，接收器接收信号并通知发送器其所发信号已被正确接收；如果检查到错误，接收器立刻通知发送器，发送器会再发送一次数据。（7）结束域用于标志数据帧的结束。由7位隐性位序列表示，通过这7位隐性位接收器可以判断一帧是否结束。4.CAN数据帧5.优先级确认为避免总线上出现数据冲突，当出现多个控制器同时发送信号的情况时，系统就必须决定哪个控制单元首先进行发送，哪个控制单元等待发送。CAN总线采取的措施是：每个控制单元在发送信号时，通过数据帧前列的状态域来识别数据优先权，具有最高优先权的数据首先发送。优先级确认工作过程6.动力CAN总线系统的常见故障（1）CAN-BUS总线的故障特点（2）车载网络系统的故障类型

一般说来，引起汽车车载网络系统故障的原因有三种:一是汽车电源系统引起的故障；二是汽车车载网络系统的链路故障；三是汽车车载网络系统的节点故障。7.动力CAN总线系统的波形分析（1）CAN总线系统正常传输CAN总线系统正常波形（2）CAN-H线与CAN-L线之间短路两条数据线短路会造成整个总线失效，可以通过拔插高速CAN总线上的控制单元来判断是由于控制单元引起的短路还是由于CAN-H线与CAN-L线连接引起的短路。在拔插控制单元的过程中，注意观察示波器的波形，故障单元被拔下后，波形恢复正常。7.动力CAN总线系统的波形分析（3）CAN-H线对搭铁短接CAN-H线的电压位于0V，可以通过拔插高速AN总线上的控制单元来判断是由于控制单元引起的短路还是由于数据线引起的短路。在拔插控制单元的过程中，注意观察示波器的波形，故障单元被拔下后，波形恢复正常。7.动力CAN总线系统的波形分析（4）CAN-H线对正极短接CAN-H线的电压电位为12V，这是由于在控制单元的收发器内的CAN-H线和CAN-L线的内部错接引起的。7.动力CAN总线系统的波形分析（5）CAN-L线对搭铁