商用乘用车纯电动车低压BMS线束CAN总线基础

CAN总线技术基础

CAN总线的优势及应用
? 数据传输速度高（相对），1Mbit/s ? 抗干扰能力强（差分数据线） ? 具有自我诊断能力（错误侦测）

CAN总线的作用
CAN（“Controller Area Network”，控制器局域网） 总线的作用就是将整车中各种不同的控制器连接起来，实 现信息的可靠共享，并减少整车线束数量。可以设想一种 极端情况，如下图所示：
组合开关 组合灯具 电磁阀 雨刷电机 仪表 传感器
如果整车上所有的用电设备都 是一个独立的CAN总线节点，并且 每一个节点都向外发送自己当前的 状态，并且接受来自外部的信息， 那么整车的控制只需要一条CAN总 线控制线和电源线就可以了！

CAN总线的基本工作原理
跟其他总线一样， CAN 总线的通信也是通过一种类似于 “ 会议 ” 的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一方（节点）主导，而 是，每一个会议参加人员都可以自由的提出会议议题（多主通信模 式），二者对应关系如下：
会议 参会人员 参会人员身份 会议议题 参会人员发言顺序 裁定 局域网 节点 ID 报文 仲裁

CAN总线工作原理
请求发言 发言优先权 开始发言 发言 反馈 结束发言 参会人员 信息反馈
帧起始
仲裁
开始发送
0/1 错误检测
接收成功 应答 帧结尾
一帧报文

CAN总线网络结构

CAN总线网络节点结构
j1939本质 Application Layer 如何将29ID分类 j1939组织架构 协议查找 总线仲裁机制 Data Link Layer 位填充机制机制 can报文帧结构 报文打包 can总线容错 Physical Layer 网络负载率 信号电平 信号传输、抗干扰 位定时、同步 位编解码 S A E J 1 9 3 9 单片机
总线控制器
总线收发器

何为CAN收发器？
按照BOSCH CAN总线标准将0或1逻辑信号转换为 标准中规定的电平，同时有反馈功能

CAN总线上的电平
CAN2.0A/B标准规定：总线空闲时，CAN_H和CAN_L上的电压为2.5V 在数据传输时，显性电平（逻辑 0）：CAN_H 3.5V 隐性电平（逻辑 1）：CAN_H 2.5V CAN_L 1.5V CAN_L 2.5V
显性电平
隐性电平

总线支持的最大节点数目

总线支持的最大节点数目
由上表可以看出，常用的两款CAN驱动芯片 支持的总线节点数目都可以满足整车CAN节点需 求，这不是问题。

总线长度的思考
影响总线长度的主要因素：
（1）CAN总线通信的应答机制，即成功接收到一帧报文的节点必须在 应答场的”应答间隙“期间发送一位“显性位”表示成功接收到一帧数据
如：通信速率为250Kbit/s，传送一个bit所需时间为：1/250×1000 = 4μ 那么，该信号在总线上的延时时间必须小于（2μ？）才能保证发送节点成 功的在应答间隙期间接收到该“显性电平”。 任何一根导线都可以简化为左图所示 的电路模型，可以看到，其中既有电感又 有电容，因此，电流在其中传输并不是光 速，而是需要一定的时间。 对于双绞线而言，信号在其中的传播 延时时间约为，5ns/m（典型值）。当通 信速率达到1Mbit/s时，40m的总线长度， 延时时间就达到200ns，而允许延时时间 为600ns左右，还是不能不考虑的！ 注意后面同步的概念

总线长度的思考
由上面的分析可知： 总线通信速率越高，通信距离越短，对物理传输线的要求就越高，在双绞 线、屏蔽线还是其他的传输线选择上，通信速率是一个很关键的参数。 影响总线长度的其他因素： （1）信号在节点ECU内部的延时时间 （2）振荡器的容差（各个节点ECU内部晶振频率的差别） 这些因素加起来就形成了CAN总线通信中总的信号延时。

CAN总线的硬件抗干扰（1）
共模电感作用：共模电压有较大的感 抗，差模电压感抗为零，相当于电感滤波。 对共模电流有较大的阻碍作用。

CAN总线的硬件抗干扰（2）
1 终端电阻
终 端 电 阻120欧姆 并非固定不 变，这跟使 用的导线有 关！

ISO11898的推荐值

何为CAN控制器？
CAN控制器主要实现了两部分的功能，1：数据链路层 的全部功能；2：物理层的位定时功能 也就是BOSCH CAN 2.0A/B中规定的部分

总线长度的限制——位定时、同步
CAN总线控制器按照时间片的概念将每一个bit的时间划分成了n个时间片。 这样做的目的就是为了实现CAN总线的同步、保证不同节点间时间的一致性。 如：晶振和CAN CLOCK 频率均为4MHz，那么每 一个时间片最小时间就 为 0.25 μs，通信波特率 为250Kbit/s，那么每一 个 bit 的时间就为 4 μs， 因此，每一个 bit 的总的 时间片数目就为 16 。当 然可以进一步提高晶振 频率，使得每一个 bit 被 划分的更加细致。 CAN2.0A/B将每一个bit的时间划分成了4段，同步段、传 输段、相位段1和相位段2，每一段占用一定的时间片

同步的概念
T 采样点
假设两个节点的时间完全一致（即晶振完全相同，没有误 差），信号经过T延时后到达节点B，此时节点B就以当前时 刻为基准进行位定时，因为二者的时钟完全一致，因此，节 点B的采样不会出现任何问题，即节点B总是能采样到A节点 发出的总线电平。硬同步只发送在一个帧的起始。

汽车CAN总线基础知识培训资料

汽车C A N总线基础知 识

CAN总线协议 控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线发展 控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。[1]CAN与I2C总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。

当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。由于CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据时，可由网上获得，而无须每个控制器都有自己独立的传感器。 CAN总线在空闲（没有节点传输报文）时是一直处于隐性状态。当有节点传输报文时显性覆盖隐性，由于CAN总线是一种串行总线，也就是说报文是一位一位的传输的，而且是数字信号（0和1），1代表隐性，0代表显性。在传送报文的过程中是显隐交替的，就像二进制数字0101001等，这样就能把信息发送出去，而总线空闲的时候是一直处于隐性的。 CAN总线特征 (1)报文(Message)总线上的数据以不同报文格式发送，但长度受到限制。当总线空闲时，任何一个网络上的节点都可以发送报文。 (2)信息路由(Information Routing)在CAN中，节点不使用任何关于系统配置的报文，比如站地址，由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时，不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变，可以直接在CAN中增加节点。

大众汽车车载CAN总线系统设计

大众汽车车载CAN总线系统设计 摘要：随着汽车电子技术的持续发展，汽车上越来越多的应用电子设备，电子控制设备的联系更加复杂，而汽车的传统电气系统一般都是采用点对点的单一通信，联系较少，因此，庞大的布线系统之间的联系已经无法满足逐渐复杂的汽车控制系统的要求。 本文以大众汽车车载CAN总线车身控制系统为研究对象,介绍了国际汽车电子技术的现状和发展趋势，与目前主流的汽车网络技术相比，本文分析了目前流行的现场总线的性能及特点，研究了CAN总线的汽车车身控制系统。介绍了系统的硬件设计和开发过程。说明了每个节点的作用，说明了每个模块硬件电路结构。介绍了系统的软件设计和开发过程。该论文讲述了CAN通信模块的通信流程。通过本设计，大众汽车车载CAN 总线车身控制系统可以满足现代车身控制的需要。 关键词：车载网络；大众汽车车载CAN总线；车身控制系统

Volkswagen car CAN bus system design Abstract: with the continuous development of automobile electronic technology, more and more electronic equipment used in automobile, electronic control equipment is more and more complex, the relation between the traditional auto electrical system is mostly single point to point communication, connect with each other very few, so lead to the connection between the huge wiring system has far cannot satisfy the requirement of increasingly complex auto control system. Automobile LAN CAN bus, which are widely used in automotive electronic control system, in order to realize intelligent and networked control part provides effective ways and methods. This topic with CAN bus body control system as the research object, mainly to do the summary of a few aspects: introduce the current status and development trend of international automotive electronics technology, more mainstream in today's automotive network technology, a comprehensive analysis of the current popular features and performance of a variety of field bus, the further study of the CAN bus car body control system. Describes the hardware design and development of the system. According to the actual needs of the system, the design of each module of the system is determined. Detailed introduces the system function of each control node, describes the main control chip peripheral circuit, light control circuit, CAN communication module circuit, wiper control circuit, control circuit, window lock motor control circuit, the switch quantity detection circuit, electric rearview mirror control circuit hardware circuit for each module of the structure. Describes the software design and development process of the system. This article introduces the communication process for the CAN communication module. Key words: car network; vw vehicle CAN bus; Body control system;

CAN总线基础(1)— CAN简介及特点

1.CAN是什么？ CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。 现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。 下图是车载网络的构想示意图。CAN 等通信协议的开发，使多种LAN 通过网关进行数据交换得以实现。

2.CAN的应用实例 3.总线拓扑图 CAN 控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。 CAN的连接示意图

4.CAN的特点 CAN 协议具有以下特点： (1) 多主控制 在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。 最先访问总线的单元可获得发送权（CSMA/CA 方式）。 多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID 消息的单元可获得发送权。 (2) 消息的发送 在CAN 协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier 以下称为ID）决定优先级。ID 并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID 的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。(3) 系统的柔软性 与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。 (4) 通信速度 根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。 在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。 (5) 远程数据请求 可通过发送“遥控帧” 请求其他单元发送数据。 (6) 错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能 所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。 检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。 正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。 (7) 故障封闭 CAN 可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。 (8) 连接 CAN 总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。 1.CAN的错误状态类型 单元始终处于3 种状态之一。

汽车CAN总线系统智能节点的设计

汽车ECU电路分析 ECU电路解析 正如在本章开始时我们讲到的，不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和要紧功能是差不多一样的，因此我们以有代表性的BOSCH MOTRONIC系统为例进行ECU的电路分析。 1、BOSCH MOTRONIC系统结构图 BOSCH MOTRONIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采纳的差不多上BOSCH电子喷射系统。图5.11为MOTRONIC系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，关于更好的了解电脑的工作过程，以至于分析故障与维修差不多上大有关心的。 图11 Motronic系统框图 1－燃油箱；2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器；5－燃油脉动衰减器；6－电子操纵单元；7－分电器；8－喷油嘴；9－冷起动喷油嘴；10－节气门；11－节气门开关门；12－空气流量计；13－氧传感器；14－热敏开关；15－水温传感器；16－辅助空气阀；17－曲轴位置传感器；18－主继电器；19－燃油泵继电器

在图11中，电子操纵单元作为电控发动机的核心部分，由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成，英文表示为Electric control unit简称ECU。其作用是接收各种传感器送来的信息，以它们进行运算、处理、推断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的操纵。那个地点提级的ECU是各种操纵单元的统称，ECM/PCM则是发机操纵模组或动力操纵模组的缩写，是包含于ECU范围之内的。 2、BOSCH MOTRONIC1.3电路分析 汽车电子操纵单元（ECU），不论是BOSCH的MOTRONIC，福特的EEC IV、V，通用的P4、P6等，其最终的目的只有一个，让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小，污染低。这是针对发动机系统而言，其他系统也是一样，每个系统都有自己的目标，这就看起来是电视机一样，世界各国生产的电视机，不管是哪个厂家的，差不多上要以接收电视节目为目的。基于如此一种认识，我们能够把ECU抽样化的分成几个部分，见图12所示。

汽车CAN总线系统智能节点的设计

汽车ECU电路分析ECＵ电路解析 正如在本章开始时我们讲到的,不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和主要功能是基本一样的,因此我们以有代表性的BＯＳCＨＭOTＲＯNIC系统为例进行ＥＣU的电路分析。 1、BOSCH MOTＲONIC系统结构图 BOSCH MOＴROＮIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采用的都是BOSCH电子喷射系统。图5.１1为MＯTRＯNIＣ系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，对于更好的了解电脑的工作过程,以至于分析故障与维修都是大有帮助的。 图１1Motronic系统框图 1－燃油箱;2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器;5-燃油脉动衰减器；6-电子控制单元；７－分电器；8-喷油嘴;9－冷起动喷油嘴;10－节气门;1１-节气门开关门；１2-空气流量计；13－氧传感器;14－热敏开关;15-水温传感器；16-辅助空气阀；17-曲轴位置传感器；18-主继电器;19－燃油泵继电器在图11中，电子控制单元作为电控发动机的核心部分,由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成,英文表示为Elecｔric conｔｒol ｕｎｉt 简称EＣU。其作用是接收各种传感器送来的信息,以它们进行运算、处理、判断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的控制。这里提级的ＥCＵ是各种控制单元的统称,ＥＣＭ/PCＭ则是发机控制模组或动力控制模组的缩写，是包含于ＥCU范围之内的。 2、BOSＣH MOTRONＩC1.3电路分析 汽车电子控制单元（ＥCU),不论是BＯSCH的MOTＲONＩC，福特的EＥC IV、V,通用的P４、P6等,其最终的目的只有一个,让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小,污染低。这是针对发动机系统而言,其他系统也是一样,每个系统都有自己的目标,这就好像是电视机一样，世界各国生产的电视机,无论是哪个厂家的，都是要以接收电视节目为目的。基于这样一种认识,我们可以把

CAN总线学习心得--重要

CAN总线学习心得--重要 SJ A1 0 0 0 的常用标准波特率设置，为什么基本上都是单次采样？即使是低速的时候也是这样的，既然T SEG1 的设置周期都很大，比如都大于1 0 了，为什么不让他采样三次呢？答：是不好理解，但那是Ci A 推荐的值。用5 1 系列芯片和两个SJ A1 0 0 0 接口还要外扩一个RAM,请问5 1 的AL E 能否同时与三个芯片的AL E 管脚相连( 地址不同) 有哪位高手做过双SJ A1 0 0 0 冗余的请指教!答：能同时连接。请问CAN 总线在想传输1 0 0 0 m 的情况下, 最快的速度能到多少呢?答： 5 0 k b p s = 1 3 0 0 m。如果一个网络中只有 2 个节点, 其中一个处于监听模式,另一个节点发送报文会使处于监听模式的节点进入中断吗?答：能进入接收中断，你自己的试验也可以证明。想组建一个简单的CAN 网络, 已经有两个节点, 我想问CAN 总线如何组建, 终端电阻安装在哪里?小弟还没有入门, 大虾们指点一下。答1 ：直接将节点CANH 和CANL 连到总线上，终端电阻接在总线两端，大约1 2 0 欧。答2 ：推荐北航出版《现场总线CAN 原理与应用技术》，研读一下。请问各位老师：我是一名c a n 总线的新手，我正在做c a n 总线的开发，控制器用s j a 1 0 0 0 t ( 我自己两个控制板互通) , 但我在发送数据后将出现总线关闭，我看到发送错误计数器在不断增加，直到0 x f f 最后恢复到0 x 7 f , 谢谢各位老师帮我解答这个问题。或者对我给与启发答1 ；首先调通单个节点。答2 ：这是单节点发送没有成功( 或者由于网络中其他节点没有收到帧并在响应场响应) 建议参考网站CAN 应用方案。我想请教各位c a n 远程贞有何作用？如何应用？在什么情况下才需要用到远程贞？谢谢了！答：远程帧的用与不用完全取决你自己的协议，c a n 有远程帧的功能，是可用可不用的！用网站提供的计算波特率的工具算出的数，1 2 k 以上的都正确，无论是自接收还是两个节点通讯都没有任何问题。但是1 2 k 以下的数据一个都不能用，两个节点通讯没有成功的，自接收有1 0 k 的几个数据成功。我们的项目要求必须在1 0 k 以下，最好是5 k ，但是不成功，自己计算的数据也没有成功的。（我们至少试验了3 0 多个，所有情况都考虑了。）我现在怀疑s j a 1 0 0 0 的波特率根本达不到5 k 和相对应的传输1 0 k m。或者可以谁能提供个经过实践检验的正确的总线定时器0 和1 的设置呢？要求低于1 0 k 。答：PCA8 2 C2 5 0 / 2 5 1 可以保证5 KBPS 的速率；比如Z L GCAN 系列接口卡。答：t j a 1 0 5 0 在低速时好像有问题。我用1 0 5 0 进行5 k 的时候不行，用8 2 c 2 5 0 很好，你可以试一试。我本想双机调试，一边收，一边发，但跑程序后，发送方会不断进入复位模式，所以现在进行自测试模式，我先进入复位模式，设置进入PEL I CAN 模式，对寄存器初始化后，设置接收，发送中断使能，最后设置进入自接收，单滤波模式，这样初始化就结束了，我的ACR0 ~ ACR3 为0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 0 x 5 0 , AMR0 ~ AMR3 为0 x f f , 之后，我就往BUF F ER 里填数，0 x 8 8 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 0 , 0 x 3 0 , 0 x 3 1 , .0 x 3 7 , 之后，启动自接收请求命令，但是程序只进入了中断一次，是发送空中断，接收中断没有产生，我读发送错误寄存器，发现有错误产生，我读接收计数寄存器，为0 ，说明我没有收到数，但我读接收BUF F ER 时，值为0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 以上测试时，我在CANH 和CANL 之间加入了两个1 2 0 欧的匹配电阻并联在一起的，请各位高手指点呀，谢谢了答：在总线上加个CAN 接口卡会方便许多，或者加个捕获功能的示波器也可以检测波形。仿真环境：k e i l u v 2 编译器：k e i l c 5 1 7 . 0 仿真器：t k s - 5 9 1 s c p u : p 8 7 c 5 9 1 程序大小：8 K 左右兄弟在一片CPU 中烧写了一个，运行一个CAN 总线，I I C 总线测试程序能够正常运行。这个基础上加上应用程序后在仿真机中运行正常，但是烧写到c p u 后插入c p u 程序不能运行，请问是什么原因？另外一个问题：在另外一个项目中条件相同，程序只有4 K, 程序正常跑着，CAN 接口可以检测到输出波形但是却不能正确传输数据，在一块旧板子上就可以，比较两者之后发现电路完全相同测量也正常，只是布局不同，请教原因。答：程序已运行了吧？可能是HEX 文件有错；编制程序时注意P8 7 C5 9 1 的ERAM 设置、6 CL K 设置。位流数据采样自发送节点的8 2 c 2 5 0 的T x 管脚。测试条件：p e l i c a n ，扩展，双滤波模式，对方I D：0 x 8 8 , 0 x 1 1 , 0 x 5 5 , 0 x 1 0 ，发送的对方I D 为：0 x 8 8 , 0 x 1 1 , 0 x 0 0 , 0 x 0 0 ，发送2 字节数据为：0 x 0 5 , 0 x 0 6 采集的位流数据如下：0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 请教位流数据的含义？答：自行计算时要区分位，还需要进行“位填充”的逆运行；简单的方法是将此信号连接

汽车CAN总线数字组合仪表设计

２０１０年（第３２卷）第１期 汽车工程 ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１０（Ｖ０１．３２）Ｎｏ。１ 汽车ＣＡＮ总线数字组合仪表设计木 ２０１００１９ 曹晓琳１，王登峰１，车晓镭１，倪莹祥１，阮邵范２，宋连彬２ （１．吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室，长春１３００２２；２．四平慧宇仪表电气有限公司，四平１３６００１） ［摘要】设计了ＣＡＮ总线、步进电机驱动、液晶显示驱动和挡位与警示灯控制等仪表核心电路模块，完成了整个组合仪表硬件的研发，并编制了仪表的控制软件。检测结果表明，仪表指针指示正确、稳定，里程、报警和挡位显示准确。 关键词：汽车；ＣＡＮ总线；数字仪表；设计 ＤｅｓｉｇｎｏｆＣＡＮＢｕｓ—ｂａｓｅｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｉｇｉｔａｌＣｌｕｓｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣａｏＸｉａｏｌｉｎｌ，ＷａｎｇＤｅｎｇｆｅｎ９１，ＣｈｅＸｉａｏｌｅｉｌ，ＮｉＹｉｎｇｘｉａｎ９１，ＲｕａｎＳｈａｏｆａｎ２＆ＳｏｎｇＬｉａｎｂｉｎ２１．埘讯Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔａｔｅ研ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２； ２．脚ｆ昭ＨｕｉｙｕＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓ／ｐ／ｎｇ１３６００１ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｃｏｒｅｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｕｌｅｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓｆｏｒＣＡＮｂｕｓ，ｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅ，ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｄｒｉｖｅａｎｄｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒ／ａｌａｒｍＬＥＤｓｃｏｎｔｒｏｌ，ＳＯｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔ?ｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｓｔａｂｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍｉｌｅａｇｅ，ｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄａｌａｒｍＬＥＤｓｄｉｓｐｌａｙａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ；ＣＡＮｂｕｓ；ｄｉｇｉｔａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ 日ＩＪ舀 汽车仪表是汽车工作状态的信息显示中心，是驾驶员与汽车进行信息交流的平台，是保证汽车安全行驶的关键零部件之一…。近年来随着微电子技术、控制技术、网络通信技术的发展，ＣＡＮ总线协议在车载电控系统中得到了广泛应用，因此汽车仪表可通过ＣＡＮ总线直接在总线网络上读取所需的输人信号，无须专门布置传感器，从而可使汽车仪表系统得到大大简化，同时也显著降低了仪表的成本。因此，将ＣＡＮ总线通信应用于汽车仪表已成为发展的必然趋势¨。－。 作者将ＣＡＮ总线技术应用于汽车数字式组合仪表的开发，使仪表所需的发动机转速、车速、水温、挡位、警示信息等主要显示信号均通过其它车载电控系统的ＣＡＮ协议接口直接读取，避免现有汽车数字式仪表每个信号均采用传感器到仪表点对点的信号获取与传输方式带来汽车线束多、质量大、故障率高的不足，减少了传感器和汽车线束的数量，降低了仪表成本，提高了系统工作可靠性。设计研制出了ＣＡＮ总线数字仪表样品，并进行相应的试验验证。 １硬件设计 根据ＣＡＮ２．０协议，采用４路ＣＡＮ总线信号，可从ＣＡＮ总线上接收到来自整车其它电控单元（ＥＣＵ）的ＣＡＮ信号，将标识符为２４０Ｈ的数据帧定义为发动机故障、制动器ＡＢＳ故障、电瓶电量低和安全带未系等４个报警灯；标识符为２８０Ｈ的数据帧定义为转速表和水温表；标识符为２ＣＯＨ的数据帧定义为车速表和里程表；标识符为３００Ｈ的数据帧定义为挡位信号。 硬件电路以飞思卡尔公司的ＭＣ９Ｓ１２ＨＺ２５６为 牵吉林省汽车产业发展专项基金（２００６００３）和长春市科技支撑计划项目（０８ＫＺｌ４）资助。

基于CAN总线的汽车仪表设计

摘要 本设计致力于汽车CAN总线仪表系统的研究，深入讨论了系统的设计思想与实现方法，实现了在LabVIEW开发平台上建立基于CAN总线的虚拟仪表系统。 整个设计分为硬件系统和软件系统两部分。其中硬件系统是以飞思卡尔公司的MC9S12XS128作为微处理器的核心。软件系统是利用C语言编写程序实现两个CAN 节点之间的通讯以及利用LABVIEW编程实现单片机与虚拟仪表之间的通讯。 系统首先构建了一个由两个CAN节点组成的最简单的CAN网络。对两个节点进行软件设计后，来实现相互之间的通讯和数据收发，同时在汽车的CAN应用层协议基础上，上位机节点对接收的CAN报文进行处理，得到虚拟仪表各控件所对应的数据。其中，基于LabVIEW的虚拟仪表系统开发和单片机的C语言编程是本设计的重点和难点。 关键词：CAN总线；汽车仪表；LabVIEW；C语言；单片机

ABSTRACT This paper researches automotive instrument based on CAN bus,deeply discusses the idea and the method of system design and brings forward the approach of design the automotive emulational virtual instrument system on the platform of LabVIEW software. The whole design of hardware system and software system is divided into two parts. One of the hardware system is the MC9S12XS128as freescale's company core microprocessor.A software system is using written in C language program realization of the communication between two CAN node using G language preparation and MCU and virtual instrument LABVIEW realization of the communication between. To construct a system first composed by two CAN node of the most simple CAN network.Two nodes software design,to realize mutual communication and data transceiver, meanwhile in automobile CAN application-layer protocol basis,PC node to receive message processing,CAN get virtual instrument corresponding each control the data. Among them,the LabVIEW virtual instrument based on SCM system development and the C programming language is the design of the key and difficult. Key words:CAN Bus；Automotive Instrument；LabVIEW；C Language；SCM

CAN总线技术在汽车中的应用

技术导向 CAN总线技术在汽车中的应用 【摘要】文章首先概述了CAN总线技术,并详细阐述了CAN总线技术的特点和优点,及其结构和数据，传输原理,从而引出CAN总线研究的重点、关键技术及其在现代汽车上的应用现状和发展趋势。 【主题词】CAN总线汽车应用 前言 近20年来,随着现代电子技术、信息技术的发展,汽车上由电子控制单 元(ECU)控制的部件数量越来越多,例如,数字式电控燃油喷射系统(DEFI)、 废气再循环控制系统(EGR)、防抱死制动系统(ABS)、防滑控制系统(ASR)、 牵引力控制系统(TRC)、车辆稳定控制系统(VSC)、巡航系统(CCS)等等。 大量传感器、集成电路和计算机芯片等电子元器件在汽车上的广泛应用, 在提高汽车动力性、经济性、舒适性和安全性的同时,也带来其他问题： (1)电子设备的大量应用必然导致车身布线愈来愈复杂、运行可靠性降低、故障维修难度增大,必然造成庞大的布线系统。比如在沃尔沃公司生产的S80型轿车中,所安装的电缆长达1200 m,有54根保险丝。从材料成本和工作效率看,传统布线方法都将不能适应汽车的发展。 (2)上述DEFI、EGR、ABS、ASR等子系统对控制信息的共享和实时性的要求,需要共享发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等公共数据,同时各个子系统对实时性的要求因为数据的更新速率和控制周期的不同而有 差别。传统的线缆已远远不能满足这种需求。 (3)为了使不同厂家生产的部件能在同一辆汽车中协调工作,必须按照

某种约定的标准来解决其状态信号和控制信息的传递问题。针对上述问题,在借鉴计算机网络技术和现场控制技术的基础上,诞生了各种适用于汽车环境的汽车网络技术。经过长时间发展,已形成Hart、Lonworks、Profibus、Bitbus及CAN等多种现场总线协议。CAN是控制器局域网络的简称,它由德国的Bosch公司及几个半导体生产商开发的，CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，简单实用,网络成本低。特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。因此CAN总线在诸多总线中独占鳌头,逐渐成为汽车总线的代名词。 1、CAN总线技术的特点和优点 CAN总线与一般的通信总线相比,它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其主要特性如下： (1)具有较高的性价比。它结构简单,器件容易购置,每个节点的价格较低,而且开发过程中能充分利用现在的单片机开发工具； (2)是目前为止唯一有国际标准的现场总线； (3)为多主方式工作,网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息而不分主从,通信方式灵活,且无需站地址等节点信息； (4)网络上的节点信息分成不同的优先级, 可满足不同的实时要求,高优先级的数据最多可在134μs内得到传输; (5)采用非破坏性总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点不受影响地继续传输数据,从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情

《CAN总线基础知识》结构组成

CAN终端电阻 CAN终端电阻，顾名思义就是加在总线末端的电阻。此电阻虽小，但在CAN总线中却有十分重要的作用。 终端 CAN总线终端电阻的作用有两个： 一、提高抗干扰能力，确保总线快速进入隐性状态。 二、提高信号质量。 提高抗干扰能力 CAN总线有“显性”和“隐性”两种状态，“显性”代表“0”，“隐性”代表“1”，由CAN 决定。图1是一个CAN收发器的典型内部结构图，CANH、CANL连接总线。

图1 总线显性时，收发器内部Q1、Q2导通，CANH、CANL之间压差；隐性时，Q1、Q2截止，CANH、CANL处于无源状态，压差为0。 总线若无负载，隐性时电阻阻值很大，外部的干扰只需要极小的能量即可令总线进入显性（一般的收发器显性门限最小电压仅500mV）。为提升总线隐性时的抗干扰能力，可以增加一个差分负载电阻，且阻值尽可能小，以杜绝大部分能 量的影响。然而，为了避免需要过大的总线才能进入显性，阻值也不能过小。

确保快速进入隐性状态 在显性状态期间，总线的寄生电容会被，而在恢复到隐性状态时，这些电容需要放电。如果CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载，电容只能通过收发器内部的差分电阻放电。我们在收发器的CANH、CANL之间加入一个220PF的电容进行模拟试验，位速率为 500kbit/s，波形如图2、图3。 图2 图3

从图3看出，显性恢复到隐性的时间长达1.44μS，在点较高的情况下勉强能够通信，若通信速率更高，或寄生电容更大，则很难保证通信正常。 为了让总线寄生电容快速放电，确保总线快速进入隐性状态，需要在CANH、CANL之间放置一个负载电阻。增加一个60Ω的电阻后，波形如图4、图5。从图中看出，显性恢复到隐性的时间缩减到128nS，与显性建立时间相当。 图4 图5

汽车CAN总线基础知识

CAN总线协议 控制器局域网总线(CAN, Controller Area Network )是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其 用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时 支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。 CAN总线发展 控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。 CAN总线的工作原理 CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以 使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。[1]CAN与I2C总线的许多细节 很类似，但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式 广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。 当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给 本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接 收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。 当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据时，可由网上获得，而无须每个控制器 都有自己独立的传感器。 CAN总线在空闲(没有节点传输报文)时是一直处于隐性状态。当有节点传输报文时显性覆盖隐性，由于CAN总线是一种串行总线，也就是说报文是一位一位的传输的，而且是数字信号(0和1)，1代表隐性，0代表显性。在传送报文的过程中是显隐交替的，就像二进制数字0101001等，这样就能把信息发送出去，而总线空闲的时候是一直处于隐性的。 CAN总线特征 (1)报文(Message)总线上的数据以不同报文格式发送，但长度受到限制。当总线空闲时， 任何一个网络上的节点都可以发送报文。 ⑵信息路由(Information Routing)在CAN中，节点不使用任何关于系统配置的报文，比 如站地址，由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时，不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变，可以直接在CAN中增加节点。 (3) 标识符(Identifier)要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域)，它给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。

整车CAN通信设计规范

文件编号: TKC/JS（S）-EV17 文件版本号: 0/A版 安徽天康特种车辆装备有限公司 整车CAN通信设计规范 编制: 审核: 批准: 发布日期：2014年12月22日实施日期：2014年12月22日安徽天康特种车辆装备有限公司

目录

前言 为使本公司整车CAN总线通信设计规范化，参考国际标准化组织协议以及国内外汽车总线总体设计的技术要求，结合本公司物流车开发车型的实际应用环境，编制本整车CAN总线通讯设计规范。本规范满足公司快速发展的需要，并将在实践中进一步提高完善。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部提出。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部批准。 本规范主要起草人：李劲松、查德国、和进军 本规范于2015年01月首次发布。

整车CAN通信设计规范 一、说明 范围 本规范规定了安徽天康特种车辆装备有限公司（以下简称“天康”）生产的纯电动汽车CAN通信设计规范。 本规范适用于安徽天康特种车辆装备有限公司设计开发的纯电动汽车的CAN总线通信设计。 如果本标准与其它标准或规范不一致，则按照如下方式处理： 与SAE J1939不一致，遵照本标准执行； 与ECU技术规范不一致，遵照ECU技术规范执行 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 表 1 参考文档 术语和缩写 表 2 缩写

二、物理层 本节详细规定了物理层的需求 相关标准 所有ECU应遵从标准、或者中的相关规定. 物理介质 CAN传输线束应该满足表3描述的参数和如下的条件： CAN线束采用非屏蔽双绞线； CAN_H和CAN_L应该被保护屏蔽包裹，如果天康允许，可以使用不带保护层的CAN 线束； 绞线率：13～58twist/m。 表 3 物理介质参数

汽车CAN总线介绍及案例分析

汽车CAN总线介绍及案例分析 随着汽车行业内竞争白热化时期的到来以及现代汽车工业技术水平的发展和革新，汽车制造厂商对于车载电脑控制网络提出了安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的高要求，各种各样的电子控制系统被开发。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车产业的CAN 通信协议。 CAN是控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO11898）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误自检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和电磁辐射强、振动强度大的工业环境中。 CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。基于CAN总线设计的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性： 网络各节点之间的数据通信实时性强 首先，CAN控制器工作于多种方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。 缩短了开发周期 CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CAN-H和CAN-L与物理总线相连，而CAN-H端的状态只能是高电平或悬浮状态，CAN-L 端只能是低电平或悬浮状态。这就保证当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。而且，CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低系统开发难度，缩短了开发周期。 已形成国际标准的现场总线