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1、湖南机电职业技术学院汽车单片片机应用技技术实训训报告 题 目 汽车CAAN总线系系统智能节节点的设计计 院 系 汽车车工程系 专 业 汽车电子子10044 学生姓名 向杰杰 指导教师 冉成成科 完成日期 20012年33月23日 目录概述33实训要求44第一章 汽汽车车载网网络系统的的组成和原原理 41.1汽车车网络技术术概述 41.2 汽汽车网络技技术的作用用4第二章 CCAN总线线 42.1 CCAN简介介 52.2汽车车CAN总总线网络系系统结构图图6第三章CAAN总线的的维修与检检修 73.1 故故障类型及及检测诊断断方法7第四章 CCAN总线线在汽车领领域的应用用84.1摘要要84.
2、2 CCAN总线线技术的应应用84.3汽车车CAN总总线节点EECU的硬硬件设计84.4CAAN总线在在国内自主主品牌汽车车中的应用用9第五章实训训心得 10概述随着现代汽汽车中所使使用的电子子表之间、系系统和汽车车故障诊断断系统之间间均需要进进行数据交交换，如使使用普通的的线索完成成这些数据据之间的交交换，线索索总长可能能超过16600m，实实现起来是是相当困难难的。为解解决这一问问题控制系系统和通讯讯系统越来来越多，如如发动机电电控系统、自自动变速器器控制系统统、防抱死死制动系统统（ABSS）、自动动巡航系统统（ACCC）和车载载多媒体系系统等，这这些系统之之间、系统统与显示仪仪，德国的的
3、博世（BBoschh）公司及及几个半导导体生产商商开发出一一种新型的的车用控制制器CCAN。 CAN 是是Conttrolller AArea Netwwork 的缩写（以以下称为CCAN），是是ISO国际际标准化的的串行通信信协议。在在当前的汽汽车产业中中，出于对对安全性、舒舒适性、方方便性、低低公害、低低成本的要要求，各种种各样的电电子控制系系统被开发发了出来。由由于这些系系统之间通通信所用的的数据类型型及对可靠靠性的要求求不尽相同同，由多条条总线构成成的情况很很多，线束束的数量也也随之增加加。为适应应“减少线线束的数量量”、“通通过多个LLAN，进进行大量数数据的高速速通信”的的需要，1
4、1986 年德国电电气商博世世公司开发发出面向汽汽车的CAAN 通信信协议。此此后，CAAN 通过过ISO1118988 及ISSO115519 进进行了标准准化，现在在在欧洲已已是汽车网网络的标准准协议。现在，CAAN 的高高性能和可可靠性已被被认同，并并被广泛地地应用于工工业自动化化、船舶、医医疗设备、工工业设备等等方面。现现场总线是是当今自动动化领域技技术发展的的热点之一一,被誉为为自动化领领域的计算算机局域网网。它的出出现为分布布式控制系系统实现各各节点之间间实时、可可靠的数据据通信提供供了强有力力的技术支支持，所以以它在汽车车领域中运运用只会越越来越广泛泛越来越重重要。我们们作为汽车
5、车电子的学学习者有必必要学好这这方面的技技术，这样样才能顺应应汽车高智智能化的特特点。为自自己提升技技能。 实训要求求1、描述汽汽车网络的的分类与基基本特征。2、完成汽汽车CANN总线系统统的维修与与检测。3、分析汽汽车CANN控制器与与收发器芯芯片的基本本原理与功功能。4、完成汽汽车CANN总线系统统智能节点点的设计。 汽车车载网网络系统的的组成和原原理 1.1汽车车网络技术术概述 电电子技术的的迅速发展展并在汽车车上的广泛泛应用使得得汽车电子子化的程度度越来越来来高，特别别是微控制制器进入汽汽车领域后后，给汽车车带来了划划时代的变变化。同时时，汽车电电子设备的的应用和不不断增多也也导致了汽
6、汽车布线越越来越复杂杂，电气设设备运行可可靠性低，故故障维修难难度增大等等问题。为为了提高信信号的利用用率，大批批数据信息息能在不同同的电子控控制单元中中共享，汽汽车综合控控制系统中中大量的控控制信号能能实时交换换，人们选选择了网络络技术。汽汽车上使用用网络，另另一个原因因是计算机机网络在说说中的广泛泛运用和智智能交通系系统的应用用。 1.2汽车车网络技术术的作用 11、提高控控制系统的的可靠性，采采用网络技技术后，解解决了汽车车内部存在在的集中控控制与分散散控制的矛矛盾。2、网络组组成灵活方方便，可针针对不同需需要进行组组合无需对对整车进行行重新设计计。3、降低生生产成本，可可以最大程程度实
7、现硬硬件和软件件等资源的的共享，节节省传感器器、线束及及连接器，减减少工作量量。 44、扩充功功能方便，在在不增加硬硬件懂得条条件下，修修改软件即即可开放新新功能、新新的子系统统。汽车网络拓拓扑结构常常见有星形形、总线形形、和环形形网格形。 CAN总线线2.1 CCAN简介介CANN是控制器器局域网络络（Conntrolller Areaa Nettworkk）的简称称，是一种种串行多主主站控制器器局域网总总线。它具具有很高的的网络安全全性、通讯讯可靠性和和实时性，而而且简单实实用，网络络成本低。特特别适用于于汽车计算算机控制系系统和环境境温度恶劣劣、电磁辐辐射强和振振动大的工工业环境。CAN
8、N总线是一一个多路传传输系统，当当某一单元元出现故障障时不会影影响其他单单元的工作作，CANN总线对不不同数据的的传输速率率不一样，对对发动机电电控系统和和ABS等等实时控制制用数据实实施高速传传输，速率率为1255K波特-1MM波特，对对车身调节节系统(如如空调)的的数据实施施低速传输输，传输速速率在1001255K波特，其其他如多媒媒体系统和和诊断系统统则为中速速传输，速速率在两者者之间，这这样的区分分提高了总总线的传输输效率。CAN总线线的特点CANN总线可有有效支持分分布式控制制或实时控控制。该总总线的通信信介质可以以是双绞线线、同轴电电缆或光纤纤，其主要要特点如下下：CAAN总线为为
9、多主站总总线，各节节点可在任任意时刻向向网络上的的其他节点点发送信息息，且不分分主从；CAAN总线采采用独特的的非破坏性性总线仲裁裁技术，高高优先级节节点优先传传送数据，故故实时性好好；CAN总总线具有点点对点、一一点对多点点及全局广广播传送数数据的功能能；CAN总总线采用短短帧结构，每每帧有效字字节数最多多为8个，数数据传输时时间短，并并有CRCC及其它校校验措施，数数据出错率率极低；CAAN总线上上某一节点点出现严重重错误时，可可自动脱离离总线，而而总线上的的其他操作作不受影响响；CAN总总线系统扩扩充时，可可直接将新新节点挂在在总线上，因因而走线少少，系统扩扩充容易，改改型灵活；CCAN
10、总线线的最大传传输速率可可达1Mbb/s，直直接通信距距离最远可可达到100km（速速率在5kkbps以以下）；CAAN总线上上的节点数数取决于总总线驱动电电路。在标标准帧（111位报文文标识符）时时可达到1110个，而而在扩展帧帧（29位位报文标识识符）时，个个数不受限限。CAN总线线在车控制制中的应用用现代汽汽车典刑的的控制单元元有发动机机控制模块块、变速器器控制模块块、多媒体体控制模块块、气囊控控制模块、空空调控制模模块、巡航航控制模块块、车身控控制模块（包包括照明指指示和车窗窗、刮雨器器等）、防防抱死制动动系统（AABS）防防滑控制系系统（ASSR）等。完完善的汽车车CAN总总线网络系
11、系统架构。汽车CANN总线网络络系统架构构图本系统统中，CAAN节点采采用： EECU（AAT89CC51）CAN控控制器（SSJA10000）CAN收收发器（PPCA822C2500）的电路路结构。CAN总线线控制器、总总线驱动器器和单片机机连接基本本方法如图图2所示。车身控制模模块中的CCAN应用用层协议协议原则本协议议遵循CAAN2.00B规范，根根据车身控控制模块的的特点，采采用源目目的方法，每每个节点都都有自己固固定的标识识地址，且且节点数小小于64，设设计时可将将中央控制制模块设为为主节点，而而将车门、电电动座椅子子模块及自自检子模块块设置为从从节点。本本协议可完完成以下功功能：（
12、1）特定定信息的广广播；（22）主从节节点之间的的连接；（33）主从节节点之间的的信息交换换（包括故故障信息）。第三章 CCAN总线线的维修与与检修3.1 故故障类型及及检测诊断断方法1.1故障障类型：装有CANN-BUSS多路信息息传输系统统的车辆出出现故障，维维修人员应应首先检测测汽车多路路信息传输输系统是否否正常。一一般引起汽汽车多路信信息传输系系统故障的的原因有三三种：一是是汽车电源源系统引起起的故障；二是汽车车多路信息息传输系统统的链路故故障；三是是汽车多路路信息传输输系统的节节点故障。2、诊断步步骤：1了解该车车型的汽车车多路传输输系统的特特点。2汽车多路路信息传输输系统的功功能。
13、3检查汽车车电源系统统是否存在在故障。4检查汽车车多路信息息传输系统统的链路是是否存在故故障，采用用替换法或或采用跨线线法进行检检测。5如果是节节点故障，只只能采用替替换法进行行检测。 第四章章 CAN总总线在汽车车领域的应应用4.1摘要要摘要 CAAN总线技技术因具备备独特的设设计、较高高的可靠性性及特性，适适合工业过过程监控设设备的互连连。众多知知名品牌汽汽车也已采采用CANN总线技术术。文中分分析了CAAN总线的的发展和汽汽车CANN总线技术术的特征，对对CAN总总线在汽车车领域的应应用进行了了深入的探探讨。关键键词 CAAN总线；汽车电子子；智能系系统 CANN总线是国国际上应用用较为
14、广泛泛的现场总总线之一，可可实现对车车辆本身的的控制。对对于汽车工工业而言，它它的实时性性、灵活性性、可靠性性以及低成成本，有着着较大的市市场空间。如如发动机管管理系统、变变速箱控制制器、仪表表装备、电电子主干系系统中，均均嵌入CAAN总线控控制装置。4.2 CAN总总线技术的的应用 国外外知名汽车车基本都已已经采用了了CAN总总线技术，例例如沃尔沃沃、林肯、奥奥迪、宝马马等，而国国内汽车品品牌，例如如奇瑞等公公司也已经经有几款车车型应用了了总线技术术。CANN总线技术术就是通过过遍布车身身的传感器器，将汽车车的各种行行驶数据发发送到“总总线”上，在在这个信息息共享平台台上，凡是是需要这些些数
15、据的接接收端都可可以从“总总线”上读读取需要的的信息，从从而使汽车车的各个系系统协调运运作、信息息共享、保保证车辆安安全行驶、舒舒适和可靠靠。一般来来说，越高高档的车配配备的CAAN_BUUS数量越越多，价格格也越高，如如途安、帕帕萨特等车车型当中都都配备了多多个CANN总线。44.3汽车车CAN总总线节点EECU的硬硬件设计 汽汽车CANN总线研发发的核心技技术就是对对带有CAAN接口的的ECU进进行设计，其其中ECUU的CANN总线模块块由CANN控制器和和CAN收收发器构成成。CANN控制器执执行完整的的CAN协协议，完成成通讯功能能，包括信信息缓冲和和接收滤波波。CANN控制器与与物理
16、总线线之间需CCAN收发发器作为接接口，它实实现CANN控制器与与总线之间间逻辑电平平信号的转转换。4.4CAAN总线在在国内自主主品牌汽车车中的应用用 由于受成成本控制、技技术实力等等因素的限限制，CAAN_BUUS总线技技术一般都都出现在国国外高端汽汽车，在AA级及以下下级别车型型当中，该该项技术大大多出现在在合资品牌牌当中，如如POLOO、新宝来来等。在自自主品牌中中，采用CCAN总线线技术的车车型中很少少，风云22则是其中中的代表车车型。风云云2 CAAN总线技技术，可以以实现发动动机、变速速箱、ABBS、车身身、仪表及及其他控制制器的通讯讯，做到全全车信息及及时共享。在在风云2的的组
17、合仪表表盘当中，阶阶段里程、未未关车门精精确显示、安安全带未系系提醒等220多项信信息全部可可以显示，比比同级产品品增加一倍倍，这样增增加了驾驶驶过程中的的安全度。 另外，在CAN总线技术的帮助下，内部各种传感器实现信息共享后，大大减少了车体内线束和控制器的接口数量，避免了过多线束存在的互相干涉、磨损等隐患，降低了汽车电气系统的故障发生率。打开发动机舱盖，看到的是清晰简洁的舱内布局。维修方面，CAN总线技术的应用也使得故障排查得到最便利的保证。CAN总线智能管家系统符合欧美OBDII标准法规，实现了在线诊断的功能。在车辆发生故障后，各个控制器通过CAN总线智能管家系统存储故障代码，由专业人员，
18、通过诊断仪为车辆诊断出各种故障状态，快速准确地查找到故障点，第一时间排除故障。利用CAN总线技术实现系统集成的信息传输，大大提高了各部件的响应速度，减少了配件磨损发生率，也相应的降低了维修成本；而且，先进集成技术的应用，也大幅提高了车辆自身的科技含量，增强了产品竞争力。第五章实训训心得时光飞逝，又又是一个星星期的单片片机学习过去了了，本次汽车车单片机应应用技术的的实训也拉拉下了帷幕幕。这次的的实训使我我对单片机机的认识有有了很深的的理解，知知道了它在在今后汽车车领域的发发展的重要要性。这周周里我着重重对汽车CAAN总线系系统智能节节点设计进进行认真的的学习和了了解了，并并且对前两两周学习的的汽车信号号灯的循环环点亮控制制、汽车直直流电动机机正反转控控制知识进进行了巩固固。在这周周的学中主主要学习了了汽车单片片机网络的的基本概念念和参考模模型，逻辑辑链路控制制子层、介介质控制子子层的结构构、功能和和工作原理理。还学习习了CANN-BUSS总线的维维修与检测测的步骤与与方法等。在这次难得得的课程学学习过程中中我锻炼了了自己的思思考能力和和动手能力力。通过本本次的实训训，加强了了我思考问问题的完整整性，和认认识到了学学习单片机机的重要性性。总的里里说这周的的实训我收收获非常大大。在今后后的实训中中我会更加加努力。