常用车载网络系统(CAN)PPT学习课件

1、常用的车载网络系统沈红星沈红星襄阳职业技术学院2014.9.1，哪四个系统可以大致分为车载网络在汽车上的应用？车载网络在汽车上的应用大致可以分为：动力系统、车身系统、安全系统、信息系统。复习测试、3、CAN总线、1、VAN系统、3、LIN总线、2、学习内容、局域网系统、4、汽车蓝牙系统、6、MOST总线、5、4、2.1 CAN总线的工作原理，是控制器局域网目前，CAN总线是汽车网络系统中应用最广泛、最流行的总线技术。CAN总线的特点、多主机通信和控制单元之间的数据交换都在同一个平台上进行。该平台被称为协议，而CAN总线起到了数据交换的“高速公路”的作用。图2-19控制单元之间的数据交换在同一平

2、台上进行；图2-20 CAN总线相当于数据交换的“高速公路”；7.使用控制单元控制系统很方便，如发动机控制、变速箱控制、电潜泵控制等。可轻松安装可选设备，为技术进步创造条件，并为新设备的使用奠定基础。CAN总线是一个开放的系统，可以适应各种传输介质，如铜线和光纤。控制单元的诊断可以通过k线进行，而车内的诊断有时通过CAN总线(如气囊和车门控制单元)完成，这称为“虚拟k线”。随着科技的发展，将来有逐步取消k线的趋势。它可以通过多个控制单元同时诊断系统。八，二。CAN总线的结构特点和高可靠性；易于使用；高数据密度；快速数据传输；采用双线传输，抗干扰能力强，数据传输可靠性高。九三。CAN总线的传输速

3、率。目前，CAN总线系统中的信号是通过铜线以数字方式传输的，其最大稳定传输速率可达1000千比特/秒(1兆比特/秒)。大众和奥迪将最大标准传输速率设置为500千位/秒，并将CAN总线系统分为三个特殊系统：驱动CAN总线(高速)，也称为动力CAN总线，其标准传输速率为500千位/秒，基本上可以满足实时性要求，主要用于发动机、变速器、防抱死制动系统和转向助力等汽车动力系统的数据传输。舒适的CAN总线(低速)，标准传输速率为100 Kbit/s，主要用于空调系统、中央门锁(门)系统和座椅调节系统的数据传输。信息总线(低速)，其标准传输速率为100千比特/秒，主要用于对时间要求不高的领域，如导航系统、

4、综合音频系统、光盘转换控制等。10，4。CAN总线的自诊断功能。控制单元具有自诊断功能，与CAN总线相关的故障也可以通过自诊断功能识别。用诊断仪读取CAN总线故障记录后，您可以根据这些提示信息快速准确地搜索和排除故障。控制单元中的故障记录用于初步确定故障，也可用于故障排除后读取无故障描述，即确认故障已经排除。如果要更新故障显示，必须重新启动发动机。CAN总线正常运行的前提是车辆在任何工况下都不应有CAN总线故障记录。11，2.2.2现场总线的组成，1。CAN总线的基本系统，由几个控制单元和两条数据线组成，这些控制单元通过所谓的收发器(收发放大器)并联在总线上。图2-21现场总线的数据传输类似于

5、载客总线。12.CAN总线系统使用双绞线进行数据传输。这两根导线中的一根称为CAN-High线，另一根称为CAN-Low线。在双绞线上，信号以相反的相位传输，这可以有效地抑制外部干扰。图2-22现场总线双绞线，13，2。信息发送和接收。当CAN数据总线发送信息时，每个控制单元可以接收其他控制单元发送的信息。在通信技术领域，这一原则也被称为广播。，14，图2-26单线CAN总线数据传输示意图，图2-27 CAN总线上的信息交换(广播原理)，15，3。can数据总线传输的数据类型，can数据总线传输的数据有四种类型：数据帧、远程帧、错误帧和过载帧，can总线的16、3.1数据帧，每一个完整的数据帧

6、信息用7表示，在两条CAN线上，传输的数据内容相同，但两条线的电压状态相反。17，开始字段。开始字段(长度为1位)标记数据的开始。CAN-High线电压约为5V(具体值取决于系统)，CAN-Low线电压约为0 V，18，仲裁域。仲裁字段(长度为11位)用于确定传输数据的优先级。如果两个控制单元都想同时发送数据，将首先发送高优先级的数据。19，控制域。控制字段(长度6位)用于显示数据区中的数据量，以便接收器(接收数据的控制单元)可以检查自身从发送器(发送数据的控制单元)接收的数据是否完整。20，数据字段。数据总和(长度不确定，取决于具体情况，最大长度为64位)是信息的本质。21，安全域。安全域(

7、16位长度)用于检查数据传输中是否有任何错误。22，回复字段。响应字段(长度为2位)是数据接收器发送给数据发送器的确认信号，表示接收器已正确、完整地接收到发送器发送的数据。如果在数据传输中检测到错误，接收方将立即通知发送方，以便发送方能够重新发送数据。23，结束字段。结束字段(长度为7位)标志着数据的结束。24，3.2远程帧，其功能是将数据请求从发送方传输到接收方。通过发送远程帧，作为数据接收器的控制单元将初始化不同的数据传输。远程帧由六个不同的字段组成，即开始字段、仲裁字段、控制字段、安全字段、响应字段和结束字段，有25个和2.3个错误帧。错误帧的功能是对发送的数据进行错误检测、错误校准和错

8、误自检。错误帧由两个不同的字段组成。第一个字段为不同的控制单元提供错误标志的叠加，第二个字段是错误分隔符。错误标志包括主动错误标志和被动错误标志。26，当电路未准备好或在间歇域期间检测到“主导”位时，接收器将发送过载帧以延迟数据传输。过载帧包括两个字段：过载标志和过载分隔符。2.4过载帧、27、数据帧或远程帧通过帧间空间与它们的前一帧隔离，而不管前一帧的类型如何。区别在于，在过载帧和错误帧之前没有帧间空间，并且多个过载帧没有被帧间空间隔离。帧间空间包括间歇域和总线空闲域。如果“错误被动”控制单元被用作先前数据的发送器，则其帧间空间不仅包括间歇域和总线空闲域，还包括未决传输域。间歇域包括三个“隐

9、藏”位，在此期间不允许所有控制单元传输数据帧或远程帧。唯一要做的是标记过载情况、2.4帧间间隔和28和4个CAN总线系统组件的功能，这些组件主要由k线、控制单元、CAN组件、收发器等组成。1.k线是在CAN总线系统自诊断过程中，用于连接汽车故障检测器(如VAS5051)的一种诊断通信线路。2.控制单元接收来自传感器的信号，对其进行处理并将其发送至执行器。29，图2-29 CAN总线系统组件，30，3.CAN组件，用于数据交换，分为两个区域，一个是接收区域，另一个是发送区域。CAN组件通过接收邮箱或发送邮箱与控制单元连接。图2-30邮局收发邮件。4.收发器是一个收发放大器。当接收数据时，收发器将

10、CAN组件的连续位流(也称为逻辑电平)转换为电压值(线路传输电平)；发送数据时，收发器将电压值(线路传输电平)转换成连续的比特流。线路传输电平非常适合铜导线上的数据传输。31，并且收发器通过发射线(发射线)或接收线(接收线)连接到控制器局域网组件。接收线通过放大器直接连接到现场总线，并始终监听总线信号。1)收发信机的特性，表2-2收发信机中的晶体管状态和总线电平之间的对应关系，图2-31收发信机的发射线和总线之间的耦合，32，2)多个收发信机和总线导线之间的耦合，当多个收发信机与总线导线耦合时，总线电平状态将取决于各种收发信机的开关状态的逻辑组合。表2-3收发器开关状态和总线电平之间的逻辑关系

11、，图2-32三个收发器连接到一条总线导线，33，2 . 2 . 4 CAN总线的数据传输过程，1。信息格式转换，首先，发动机控制单元的传感器接收发动机转速信息(转速值)。该值以固定周期(周期)到达微控制器的输入存储器。根据协议，发动机转速值被转换成标准的CAN信息格式。状态区(标识符)=engine _1，数据区(信息内容)=发动机转速(即发动机转速为xxx转/分)。当然，在CAN总线上传输的数据也可以是其他信息(如节气门开度、冷却液温度、发动机扭矩等)。)，具体内容取决于系统软件的设置。图2-33根据协议，发动机转速值被转换成标准的CAN信息格式；34，2。请求发送信息总线状态查询。如果发送

12、邮箱中有发动机转速的实时值，该值将由发送特征位(升起的标志)显示，以请求发送信息。只有当总线处于空闲状态时，控制单元才能向总线发送信息。控制器局域网组件通过接收线检查总线是否有效(是否正在交换其他信息)，如有必要，等待总线空闲。如果总线电平在某段时间内始终为1(总线始终处于被动状态)，则意味着总线处于空闲状态。图2-34总线状态查询，35，3。发送信息，如果总线空闲，发动机信息将被发送出去。图2-35信息发送过程，36，4。接收过程中，所有连接到CAN总线的控制单元接收发动机控制单元发送的信息，该信息通过接收线到达CAN部件各自的接收区域。接收过程分为两个步骤。首先，检查信息是否正确(在监控层

13、)，然后检查信息是否可用(在接收层)。37，1)检查信息是否正确(在监控层)。接收器接收引擎的所有信息，并在相应的监控层检查信息是否正确。这样，我们就可以在某些情况下识别某个控制单元上的局部故障。数据传输是否正确可以通过监控层中的CRC校验和的数量来验证。循环冗余校验是一种循环冗余校验。如图2-38所示，经监控层监控确认后，接收到的正确信息将到达相关CAN组件的接收区域。图2-37确认信息已被正确接收，图2-38通过监控层监控信息，38，2)检查信息是否可用(在接收层)，并且CAN组件的接收层判断信息是否可用。如果信息对控制单元有用，则升起接收标志并释放它，信息将进入相应的接收邮箱；如果该信息

14、对该控制单元无用，则可以拒绝。39，5。冲突仲裁，如果多个控制单元同时发送信息，数据冲突将不可避免地发生在数据总线上。为了避免这种情况，CAN总线具有冲突仲裁机制。根据信息分发优先级的重要性，确保优先级高的信息可以先发送。40，(1)当发送信息时，每个控制单元通过发送标识符来识别信息类别，并且信息优先级被包括在标识符中。(2)所有控制单元跟踪总线上的每个移动，并通过它们自己的接收线获得总线状态。(3)每个控制单元的发送器逐位比较发送线和接收线的状态(它们可能不一致)。图2-40避免数据冲突的仲裁过程，41。小结，1。CAN是控制器网络的缩写，是一种国际标准化的串行通信协议。42，小结，1。控制

15、器局域网是控制器局域网的缩写，是一种国际标准化的串行通信协议。43号小路口2号。CAN总线的特点：主从通信，多主通信？44号小路口2号。CAN总线的特点：多主通信。45号小路口3号。3的基本体系。CAN总线由几个控制单元组成。3的基本体系。CAN总线由几个控制单元和两条数据线组成。47号小路口4号。4号。CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两条线中的一条叫做CAN线，另一条叫做CAN线。48号小路口4号。4号。CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线中的一根称为CAN-High线，另一根称为CAN-Low线。49，小结，4。数据帧的每一条完整信息由单独的字段组成，信息的最大长度为108位。在两条CAN线上，传输的数