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1、会计学1上海大众帕萨特上海大众帕萨特CAN数据总线的结构数据总线的结构(jigu)原理原理第一页，共64页。2023/2/62 1、开发、开发CAN Bus 系统系统(xtng)的的理由理由安全、舒适及排放方面安全、舒适及排放方面(fngmin)需求需求电气元件电气元件(yunjin)的增加的增加更多控制单元间大量高速传递需求更多控制单元间大量高速传递需求实现减轻车身重量实现减轻车身重量一、概述一、概述第1页/共64页第二页，共64页。2023/2/63CANCAN通信通信(tng xn)(tng xn)技术概述技术概述 CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络
2、。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。CAN最初是由德国的最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时(dn sh)、注油控制，加速、刹车控制、注油控制，加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些控制需检测及交换大量
3、数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用等。由于这些控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线上述问题便得到很好地解决。总线上述问题便得到很好地解决。第2页/共64页第三页，共64页。2023/2/64Data Bus控制单元数据公共汽车控制单元数据公共汽车(gnggngqch)。根据国际通用数据通信协议，。根据国际通用数据通信协议，通过一根或两根数据线，在电控单元间传递数字数据信号。通过一根或两根数据线，在电控单元间传递数字数据信号。CAN控制单元通过网络交换数据。控制单元通过网络交换数据。Controller控制单
4、元控制单元 Area局域领域局域领域 Network相互连接网络相互连接网络CAN Bus应用标准化应用标准化CAN数据通信协议通讯系统数据通信协议通讯系统应用领域：汽车、数控机床、工程机械等应用领域：汽车、数控机床、工程机械等2 2、什么、什么(shn me)(shn me)是是CAN BusCAN Bus第3页/共64页第四页，共64页。2023/2/65CANCAN总线总线(zn xin)(zn xin)特点特点 CANCAN总总线线是是一一种种串串行行数数据据通通信信协协议议，其其通通信信接接口口中中集集成成了了CANCAN协协议议的的物物理理层层和和数数据据链链路路层层功功能能，可可
5、完完成成对对通通信信数数据据的的成成帧帧处处理理，包包括括位位填填充充、数数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。CAN CAN总线特点如下：总线特点如下：（1 1）可可以以多多主主方方式式工工作作，网网络络上上任任意意一一个个节节点点均均可可以以在在任任意意时时刻刻主主动动地地向向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。（2 2）网网络络上上的的节节点点（信信息息）可可分分成成不不同同(b(b tn)tn)的的优优先先级级,可可以以满满足足不不同同(b tn)(b tn)的实时要
6、求。的实时要求。（3 3）采采用用非非破破坏坏性性位位仲仲裁裁总总线线结结构构机机制制，当当两两个个节节点点同同时时向向网网络络上上传传送送信信息息时时，优优先先级级低低的的节节点点主主动动停停止止数数据据发发送送，而而优优先先级级高高的的节节点点可可不不受受影影响响地继续传输数据。地继续传输数据。第4页/共64页第五页，共64页。2023/2/66（4 4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式接收数据。接收数据。（5 5）直接通信距离最远可达）直接通信距离最远可达10km10km（速率（速率5Kbps5Kbps以下）。以下
7、）。（6 6）通信速率最高可达）通信速率最高可达1MB/s1MB/s（此时距离最长（此时距离最长40m40m）。）。（7 7）节点数实际可达）节点数实际可达110110个。个。（8 8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8 8个。个。（9 9）每帧信息都有）每帧信息都有CRCCRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。校验及其他检错措施，数据出错率极低。（1010）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。廉价的双绞线即可，无特殊要求。（1111）节点在错误严重的情况节点
8、在错误严重的情况(qngkung)(qngkung)下，具有自动关闭总下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。响。第5页/共64页第六页，共64页。2023/2/67 CAN数据(shj)总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输大量乘客，CAN数据(shj)总线包含大量的数据(shj)信息。CANCAN总线总线(zn(zn xin)xin)第6页/共64页第七页，共64页。2023/2/68CANCAN数据总线的数据传递类似于电话会议数据总线的数据传递类似于电话会议对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，
9、而其他用户则选择对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，而其他用户则选择(xunz)(xunz)忽略忽略第7页/共64页第八页，共64页。2023/2/693 3、CANCAN总线总线(zn xin)(zn xin)传输发展史传输发展史1983-19861983-1986年年 大众与大众与BoschBosch制定制定 软件协议，由软件协议，由Intel Intel 生产控制器。生产控制器。19901990年年 首次应用于汽车首次应用于汽车 奔驰奔驰(bnch)S(bnch)S级级 12 12 缸发动机的汽车。缸发动机的汽车。19961996年年 用于奥迪用于奥迪 A8 D2 A8 D2自动变速器
10、自动变速器 3.7 3.7升升 V8 01V AG5 V8 01V AG5的汽车。的汽车。19971997年年 用于帕萨特用于帕萨特 B5 AG B5 AG。19981998年年 用于宝来、高尔夫用于宝来、高尔夫 A4 AG A4 AG。VAN BusVAN Bus 用于标志、雷诺、雪铁龙等，菲利普公司产品。用于标志、雷诺、雪铁龙等，菲利普公司产品。J1850-HBCC J1850-HBCC 用于福特，莫托罗拉公司产品。用于福特，莫托罗拉公司产品。J1850-DLCJ1850-DLC用于通用，莫托罗拉公司产品。用于通用，莫托罗拉公司产品。第8页/共64页第九页，共64页。2023/2/6104
11、 4、CAN BusCAN Bus的优点的优点 1)1)数据传递数据传递(chund)(chund)更安全可靠更安全可靠;2)2)低成本低成本;3)3)高速实时传递高速实时传递(chund);(chund);4)4)有条件实现单线功能有条件实现单线功能;5)5)适用于各种汽车适用于各种汽车;6)6)开放的标准开放的标准.第9页/共64页第十页，共64页。2023/2/611例如例如(lr)(lr)：帕萨特帕萨特 B5 01V AG5 B5 01V AG5发动机控制发动机控制(kngzh)单元单元自动变速器控制自动变速器控制(kngzh)单元单元发动机转速发动机转速燃油消耗燃油消耗节气门位置节气
12、门位置发动机干预发动机干预升档升档/降档降档无无CAN-BUS，需要，需要5条信号线条信号线第10页/共64页第十一页，共64页。2023/2/612例如例如(lr)(lr)：帕萨特：帕萨特B5 01V AG5B5 01V AG5发动机转速发动机转速燃油消耗燃油消耗(xioho)(xioho)节气门位置节气门位置发动机干预发动机干预升档升档/降档降档有有CAN-BASCAN-BAS，只需，只需2 2条总线条总线(zn xin)(zn xin)第11页/共64页第十二页，共64页。2023/2/613中央中央(zhngyng)控制单控制单元元传感器和执行机构每项信息通过独立的数据线进行交换。每项
13、信息通过独立的数据线进行交换。缺点：线的数量和控制缺点：线的数量和控制(kngzh)(kngzh)单元插脚增多单元插脚增多无无CAN-BUSCAN-BUS第12页/共64页第十三页，共64页。2023/2/614动力总线动力总线(zn xin)连接三个控制单元连接三个控制单元动力总线只有动力总线只有(zhyu)点火开关打开时工作点火开关打开时工作有有CAN-BUSCAN-BUS各控制单元各控制单元(dnyun)(dnyun)间的所有信息都通过两根数据线进行间的所有信息都通过两根数据线进行交换。交换。第13页/共64页第十四页，共64页。2023/2/615车门控制车门控制(kngzh)单单元元
14、完成其全部控制功能需要完成其全部控制功能需要(xyo)(xyo)：4545根根线和线和9 9个插头。个插头。无无CANCANBUSBUS第14页/共64页第十五页，共64页。2023/2/616车门车门(chmn)控制单元控制单元完成其全部控制完成其全部控制(kngzh)(kngzh)功能只需：最多功能只需：最多17 17 根线，根线，2 2个插头即可。个插头即可。有有CANCANBUSBUS第15页/共64页第十六页，共64页。2023/2/617变速箱控制单元变速箱控制单元额定发动机扭矩额定发动机扭矩额定发动机转速额定发动机转速可执行怠速可执行怠速转速控制调节转速控制调节超速切断支持超速切
15、断支持离合器保护离合器保护离合器状态离合器状态离合器扭矩离合器扭矩档位变换、动作档位变换、动作/不动作不动作压缩机切断压缩机切断换档杆位置换档杆位置/行驶位置行驶位置汽车车速汽车车速档位指示档位指示当前档位或目标档位当前档位或目标档位发动机控制单元编码发动机控制单元编码应急应急(yng j)(yng j)运行程序运行程序（自诊断信息）（自诊断信息）车载诊断状态车载诊断状态发动机控制单元发动机控制单元发动机转速发动机转速(zhun s)(zhun s)额定怠速转速额定怠速转速(zhun s)(zhun s)实际发动机扭矩实际发动机扭矩冷却液温度冷却液温度强制减档信息强制减档信息加速踏板位置加速踏
16、板位置制动灯开关制动灯开关制动踏板开关制动踏板开关进气温度进气温度CCSCCS状态（定速巡航）状态（定速巡航）CCSCCS额定车速额定车速海拔高度信息海拔高度信息空调压缩机状态空调压缩机状态应急运行程序（自诊断信息）应急运行程序（自诊断信息）ABS/ESP控制控制(kngzh)单元单元 TCSTCS要求要求EBCEBC要求要求ABSABS应用应用EDLEDL介入介入ESPESP介入介入车轮转速，左前车轮转速，左前车轮转速，右前车轮转速，右前车轮转速，左后车轮转速，左后车轮转速，右后车轮转速，右后CAN（高高）CAN（低低）变速箱变速箱控制单控制单元发送元发送信息信息变速箱控制变速箱控制单元接受
17、和单元接受和计算信息计算信息CAN-BUSCAN-BUSCAN-BUSCAN-BUS信息交换信息交换信息交换信息交换注：注：TCS-TCS-驱动力控制驱动力控制EBC-EBC-发动机制动力控制发动机制动力控制EDL-EDL-电子差速器锁止电子差速器锁止ESP-ESP-电子稳定程序电子稳定程序第16页/共64页第十七页，共64页。2023/2/6185 5、主要特性、主要特性串行接口具有：信息传递串行接口具有：信息传递有次序性，控制有次序性，控制(kngzh)(kngzh)单元不平等。单元不平等。优先权：方法是大众与波优先权：方法是大众与波许共同定义。许共同定义。控制控制(kngzh)单元单元A
18、控制控制(kngzh)单元单元B控制单元控制单元C第17页/共64页第十八页，共64页。2023/2/619自动箱控制自动箱控制(kngzh)单元单元ABSABS控制控制(kngzh)(kngzh)单元单元发动机控制发动机控制(kngzh)单单元元123优先权优先权优先权优先权Data bus wires动力系统数据总线动力系统数据总线第18页/共64页第十九页，共64页。2023/2/620优先权优先权控制控制(kngzh)单元单元信息信息(xnx)传递传递1234ABS/EDL ABS/EDL 控制控制(kngzh)(kngzh)单元单元发动机控制单元发动机控制单元发动机控制单元发动机控制
19、单元自动箱控制单元自动箱控制单元发动机制动控制发动机制动控制 牵引力控制调整牵引力控制调整发动机转速发动机转速节气门位置节气门位置爆振爆振冷却液温度冷却液温度车速车速档位信号档位信号齿轮转速齿轮转速发动机干预发动机干预数据使用优先权数据使用优先权第19页/共64页第二十页，共64页。2023/2/621控制控制(kngzh)(kngzh)单单元元A A控制控制(kngzh)(kngzh)单元单元B B控制控制(kngzh)(kngzh)单单元元C C测量测量数据数据数据流数据流1个控制单元发送，个控制单元发送，2个控制单元接收个控制单元接收接收数据接收数据第20页/共64页第二十一页，共64页
20、。2023/2/622信号信号(xnho)传输技术数据传输技术数据CAN busCAN bus最高传播速度：最高传播速度：1 Mbps1 MbpsISO ISO 分类：低速型分类：低速型 低于低于10 kbps 10 kbps （用于后视镜调整、电动窗、灯光照明、雨刷器等，称作（用于后视镜调整、电动窗、灯光照明、雨刷器等，称作LINLIN总线总线)低速型低速型 10 10 125 kbps (125 kbps (用于舒适系统、仪表显示等）用于舒适系统、仪表显示等）高速型高速型 125 kbps 125 kbps 1Mbps (1Mbps (用于发动机控制、用于发动机控制、ABSABS、传动控制
21、等）、传动控制等）最多接入控制单元数：最多接入控制单元数：3232个个最长一根最长一根 CAN bus CAN bus 线长度：线长度：40 m40 m通用版本：通用版本：Bosch CAN 2.0Bosch CAN 2.0单位单位(dnwi)(dnwi)换算：换算：1 bps=1 bits per second1 bps=1 bits per second（位（位/秒）秒）8 bits8 bits（位）（位）=1 byte=1 byte（字节）（字节）1 Mbps1 Mbps（兆（兆bpsbps）=1 000 kbps=1 000 kbps（千（千bpsbps）=1 000 000 bps=
22、1 000 000 bps第21页/共64页第二十二页，共64页。2023/2/623二、二、CAN CAN 基本原理基本原理模拟信号模拟信号脉宽调制信号脉宽调制信号(xnho)数字信号数字信号每根线一个每根线一个(y)信号信号每根线传递每根线传递(chund)2-3(chund)2-3个信号个信号无限（无限（2048=2 2048=21111)以电压电阻为基础以电压电阻为基础基于占空比基于占空比基于二进制数字基于二进制数字模拟信号模拟信号占空比信号占空比信号数字信号数字信号第22页/共64页第二十三页，共64页。2023/2/624模拟信号传感器：负温度系数热敏电阻模拟信号传感器：负温度系数
23、热敏电阻模拟信号传感器：负温度系数热敏电阻模拟信号传感器：负温度系数热敏电阻NTC/NTC/NTC/NTC/正温度系正温度系正温度系正温度系数热敏电阻数热敏电阻数热敏电阻数热敏电阻PTCPTCPTCPTC，输出连续，输出连续，输出连续，输出连续(linx)(linx)(linx)(linx)变化的电压。变化的电压。变化的电压。变化的电压。第23页/共64页第二十四页，共64页。2023/2/625模拟信号：发电机负荷传模拟信号：发电机负荷传模拟信号：发电机负荷传模拟信号：发电机负荷传感器，输出连续感器，输出连续感器，输出连续感器，输出连续(linx)(linx)变化的电压。变化的电压。变化的电
24、压。变化的电压。n n发电机：发电机：发电机：发电机：14V 14V 14V 14V 90A90A90A90An nDFMDFMDFMDFM：负荷信号：负荷信号：负荷信号：负荷信号n nL:L:L:L:它激电流，并它激电流，并它激电流，并它激电流，并控制充电控制充电控制充电控制充电(chng(chng(chng(chng din)din)din)din)警告灯警告灯警告灯警告灯n nB1B1B1B1:电枢电枢电枢电枢第24页/共64页第二十五页，共64页。2023/2/626压力压力(yl)低低压力压力(yl)高高数字信号传感器：制冷剂压力数字信号传感器：制冷剂压力(yl)20毫秒毫秒20毫秒
25、毫秒2.6毫秒毫秒18毫秒毫秒第25页/共64页第二十六页，共64页。2023/2/627数字信号传感器：油温数字信号传感器：油温数字信号传感器：油温数字信号传感器：油温/油位传感器油位传感器油位传感器油位传感器安装安装(nzhung)在油在油底壳下方底壳下方第26页/共64页第二十七页，共64页。2023/2/628二进制和十进制二进制和十进制二进位例如二进位例如(lr):101011 0 1 0 1 1 x 20 =1 x 1=1 0 x 21 =0 x 2=0 1 x 22 =1 x 4=4 0 x 23 =0 x 8=0 1 x 24 =1 x 16=16 21十进位例如十进位例如(l
26、r):127891 2 7 8 9 9 x 100 =9 x 1=9 8 x 101 =8 x 10=80 7 x 102 =7 x 100=700 2 x 103 =2 x 1000=2000 1 x 104 =1 x 10000=10000 12789第27页/共64页第二十八页，共64页。2023/2/629二进制和十六进制二进制和十六进制(sh li jn zh)A =10B =11C =12D =13E =14F =15十六进位例如十六进位例如(lr):3AB73 A B 7 7 x 160 =7 x 1=7 11 x 161 =11 x 16=176 10 x 162 =10 x
27、256=2560 3 x 163 =3 x 4096=12288 15031 第28页/共64页第二十九页，共64页。2023/2/630转换转换(zhunhun)表表9100198100087111761106510154100431132102111000十六进位二进位十进位131001119121001018111000117101000016F111115E111014D110113C110012B101111A101010十六进位二进位十进位1D11101291C11100281B11011271A1101026191100125181100024171011123161011022
28、151010121141010020十六进位l二进位十进位第29页/共64页第三十页，共64页。2023/2/631二进制代码二进制代码(di m)CAN bus CAN bus 以字符串定义以字符串定义(dngy)(dngy)单个信息单个信息1 1比特信息比特信息应用应用:压缩机状态压缩机状态信号值信号值信息内容信息内容0 0offoff压缩机关压缩机关1 1onon压缩机开压缩机开2 2比特信息比特信息应用应用:舒适单元门的锁与开信号舒适单元门的锁与开信号信号值信号值信息内容信息内容0000开门开门0101安全锁（预警）安全锁（预警）1010锁门锁门1111非安全锁（非预非安全锁（非预警）
29、警）第30页/共64页第三十一页，共64页。2023/2/6328 8比特比特(b t)(b t)信息信息水温传感器使用水温传感器使用(shyng)8(shyng)8比特信号的举例比特信号的举例2726252423222120相对的数相对的数字字value1286432168421dec.anal.00000000000C0000000110.50C00000010210C10001010138690C11111111255127.50C一个一个(y)8(y)8比特信息有比特信息有256256不同的值不同的值对应对应的数的数字字对应对应的温的温度度第31页/共64页第三十二页，共64页。202
30、3/2/633数据格式数据格式 CAN (当前当前 CAN 2.0版版)每个信息由七个部分构成，这就是每个信息由七个部分构成，这就是(jish)信息的基本框架称为数据域。信息的基本框架称为数据域。开始开始(kish)域域（1位）位）控制控制(kngzh)域域（6位）位）数据域（数据域（64位）位）安全域（安全域（16位）位）检验域（检验域（2位）位）结束域（结束域（7位）位）状态域（状态域（12位）位）CAN busCAN bus信息极限信息极限 108 108 位位第32页/共64页第三十三页，共64页。2023/2/634数据域属性数据域属性(shxng)（极限（极限108位）位）开始域（
31、开始域（1 1位）：信息格式的开始，将要发数据往位）：信息格式的开始，将要发数据往CAN-BUSCAN-BUS的标志，大小为一的标志，大小为一位，状态为显性（位，状态为显性（1 1）状态域（状态域（1212位）：数据的优先权，大小为位）：数据的优先权，大小为1212位纯数据位纯数据控制域（检查域控制域（检查域6 6位）：表示数据的大小即字节长度（显示数据域中包含的信位）：表示数据的大小即字节长度（显示数据域中包含的信息项目）息项目）数据域（数据域（6464位）：被传递位）：被传递(chund)(chund)到其他控制单元的信息所在位置（此信息到其他控制单元的信息所在位置（此信息被传到其他控制单
32、元）被传到其他控制单元）安全域（安全域（1616位）：发射数据和接收信息的控制单元检查和比较传递位）：发射数据和接收信息的控制单元检查和比较传递(chund)(chund)数据所发生变化的错误（检测传递数据所发生变化的错误（检测传递(chund)(chund)数据中的错误）数据中的错误）检验域（检验域（2 2位）：每个控制单元，通过这两位被确认已经正确接受信息，否则位）：每个控制单元，通过这两位被确认已经正确接受信息，否则将重发数据。将重发数据。结束域（结束域（7 7位）：通过位）：通过7 7位隐形（位隐形（0 0）显示，表示该信息数据传递）显示，表示该信息数据传递(chund)(chund)
33、结结束，这里是显示错误并重发送数据的最后一次机会。束，这里是显示错误并重发送数据的最后一次机会。第33页/共64页第三十四页，共64页。2023/2/635CAN Bus CAN Bus 硬件硬件(yn jin)(yn jin)终端终端(zhn dun)电电阻阻传输线J217J217带控制带控制(kngzh)(kngzh)器和收器和收发器的控制发器的控制(kngzh)(kngzh)单元单元J220J220带控制器和收发带控制器和收发器的控制单元器的控制单元控制器控制器收发器收发器两个终端电阻两个终端电阻两条传输线两条传输线终端电阻终端电阻第34页/共64页第三十五页，共64页。2023/2/6
34、36部件部件(bjin)功能功能控制器控制器接收在控制单元接收在控制单元(dnyun)微处理器微处理器中传递的数据信号，然后传递它们到中传递的数据信号，然后传递它们到收发器；并能反向传递。收发器；并能反向传递。收发器收发器一个发射器和一个接收器的组合。一个发射器和一个接收器的组合。收发器将从控制器接收的数据转化成收发器将从控制器接收的数据转化成能够通过能够通过can-buscan-bus传递传递(chund)(chund)的的电信号。并能反向传递电信号。并能反向传递(chund)(chund)。传输线传输线被用于双向传输数据的导线被用于双向传输数据的导线CAN HighCAN High高位高位
35、CAN LowCAN Low低位低位终端电阻终端电阻是一个电阻器，防止数据传输终是一个电阻器，防止数据传输终了时，被反射回来，产生波形叠了时，被反射回来，产生波形叠加破坏数据。加破坏数据。总线型连接具有，安装在控制单元总线型连接具有，安装在控制单元内部或外部。内部或外部。星型连接不具有。星型连接不具有。第35页/共64页第三十六页，共64页。2023/2/637n n网关 诊断总线诊断总线网关网关仪表总线仪表总线驱动总线驱动总线舒适总线舒适总线信息总线信息总线第36页/共64页第三十七页，共64页。2023/2/638第37页/共64页第三十八页，共64页。2023/2/639第38页/共64
36、页第三十九页，共64页。2023/2/640第39页/共64页第四十页，共64页。2023/2/641数据传递数据传递(chund)过程过程1.提供数据提供数据相应控制单元向相应控制单元向CANCAN控制器提控制器提供须发送的数据供须发送的数据4.检查数据检查数据收到信号的控制单元，评估该信收到信号的控制单元，评估该信号是否与其功能有关。号是否与其功能有关。5.使用数据使用数据如果接收到数据是相关的如果接收到数据是相关的,控制控制单元接受并处理单元接受并处理;否则忽略否则忽略.2.发射数据发射数据CAN CAN 收发器接收收发器接收 CAN CAN 控制器控制器传来的数据并转化为电信号传传来的
37、数据并转化为电信号传递递3.接收数据接收数据 CAN bus CAN bus 网络中所有其它控制网络中所有其它控制单元，作为潜在的接收器单元，作为潜在的接收器CAN BUS线控制(kngzh)单元1控制(kngzh)单元2控制单元3控制单元4数据使用数据使用数据数据检查数据接收数据检查数据检查数据接收数据接收数据发射第40页/共64页第四十一页，共64页。2023/2/642数据数据(shj)“位位”的的定义定义一一“位位”可以有两种状态：可以有两种状态：“0”“0”或或“1”“1”。一位数据在逻辑上只能。一位数据在逻辑上只能(zh nn)(zh nn)表示其中的一种状态。表示其中的一种状态。
38、状态值的含义状态值的含义(hny)“1“(hny)“1“开关闭合开关闭合 灯泡点亮灯泡点亮状态值的含义状态值的含义“0 0“开关打开开关打开 灯泡熄灭灯泡熄灭CAN bus 逻辑值逻辑值 1 112V 0 VCAN bus逻辑值逻辑值 0 0V 0 VCAN bus CAN bus 发射器发射器 产生逻辑值，其作用相当于开关产生逻辑值，其作用相当于开关第41页/共64页第四十二页，共64页。2023/2/643优先权的判断优先权的判断采用反逻辑采用反逻辑(lu j)原理原理实际上当前实际上当前(dngqin)(dngqin)在在 CAN bus CAN bus 在数据信息字节定义采用反逻辑原理
39、在数据信息字节定义采用反逻辑原理 开关闭合(b h)灯泡熄灭显性信号 开关打开开关打开 灯泡点亮灯泡点亮隐性信号隐性信号CAN 状态值状态值 发射器关闭发射器关闭 相对于相对于CAN-BUSCAN-BUS总线上的电压总线上的电压1.5 1.5 或或 3.5 3.5 V V 动力系统总线动力系统总线 1 1 V V 或或 3 3 V V 舒适系统总线舒适系统总线CAN状态值状态值 发射器打开发射器打开 相对于相对于CAN-BUSCAN-BUS总线上的电压总线上的电压2.5 V 2.5 V 动力系统总线动力系统总线 0 V 0 V 或或 5 5 V(12 V)V(12 V)舒适系统总线舒适系统总线
40、第42页/共64页第四十三页，共64页。2023/2/644字节字节(z ji)0(z ji)0的显性特性的显性特性隐性信号隐性信号(xnho)显性信号显性信号(xnho)第43页/共64页第四十四页，共64页。2023/2/645优先权判定优先权判定(pndng)所有控制单元同时开始向所有控制单元同时开始向CAN-BUSCAN-BUS发射信息避免数据发射信息避免数据碰撞，在碰撞，在1212位的状态域中预先定义数据的优先权位的状态域中预先定义数据的优先权发射隐性电位的控制单元，若检测到一个显性电压发射隐性电位的控制单元，若检测到一个显性电压(diny)(diny)，那么该控制单元停止发射转为接
41、收，那么该控制单元停止发射转为接收最低级最低级(dj)(dj)优先权在第二优先权在第二位发射位发射1 1变速箱控变速箱控制单元变制单元变成接收成接收自变箱电脑自变箱电脑发射信号发射信号ABS/ESP ABS/ESP 发射信号发射信号发动机电脑发发动机电脑发射信号射信号发动机控发动机控制单元变制单元变成接收成接收中级级优先权中级级优先权在第三位发射在第三位发射0 0第44页/共64页第四十五页，共64页。2023/2/646噪音噪音(zoyn)和干扰问题和干扰问题低位低位高位高位两条数据线相互缠绕，防止电磁波干扰和两条数据线相互缠绕，防止电磁波干扰和向外辐射向外辐射(fsh)，规定绞距，规定绞距
42、20mm。两条数据线传递相同信号，但数值互为镜像（对两条数据线传递相同信号，但数值互为镜像（对称称(duchn)）。即便有干扰，但两个信号的电。即便有干扰，但两个信号的电位差不变。位差不变。周围电磁干扰源发出电磁波，总线会产周围电磁干扰源发出电磁波，总线会产生感应电压。生感应电压。第45页/共64页第四十六页，共64页。2023/2/6471 1、为何、为何(wih)CAN BUS(wih)CAN BUS 分为几个系统和使用不同传输速率：分为几个系统和使用不同传输速率：CAN busCAN bus动力动力(Bosch)500 kbit/s(Bosch)500 kbit/sCAN bus CAN
43、 bus 舒适舒适(shsh)(VW)100 kbit/s(shsh)(VW)100 kbit/sCAN bus CAN bus 信息信息(VW)100 kbit/s(VW)100 kbit/s系统容量所限系统容量所限(最多最多32个控制单元个控制单元)故障的关联性要求故障的关联性要求(例如舒适总线和信息总线例如舒适总线和信息总线)历史发展历史发展:不同的速率和电压不同的速率和电压(diny)成本问题成本问题:低速率的控制器和收发器比较便宜低速率的控制器和收发器比较便宜三、三、CAN总线的应用总线的应用第46页/共64页第四十七页，共64页。2023/2/648TDI 柴油柴油喷射喷射(pns
44、h)电脑电脑发动机电发动机电脑脑(dinno)自变箱电脑自变箱电脑(dinno)ABS电脑电脑安全气囊安全气囊电脑电脑方向盘方向盘转角信号转角信号高速总线高速总线前左门电脑前左门电脑前右门电脑前右门电脑后右门电脑后右门电脑后左门电脑后左门电脑舒适电脑舒适电脑座椅记忆座椅记忆低速总线低速总线网关电脑网关电脑执行协议执行协议 KWP2000KWP2000K K线线2 2、20012001以前大众车的数据传输系统以前大众车的数据传输系统第47页/共64页第四十八页，共64页。2023/2/64920012001以前以前(yqin)(yqin)大众车的数据传输系统大众车的数据传输系统仪表仪表(ybio
45、)电脑电脑J285网关电脑网关电脑 J533发动发动机电机电脑脑自动变速自动变速箱箱安全气囊安全气囊电脑电脑ABS/TCS/ESP电脑电脑动力系统动力系统舒适舒适(shsh)系系统统前左门电脑前左门电脑后左门电脑后左门电脑后右门电脑后右门电脑前右门电脑前右门电脑舒适中央电脑舒适中央电脑K线线第48页/共64页第四十九页，共64页。2023/2/6503、2002年以后年以后(yhu)帕萨特数据传输系统帕萨特数据传输系统仪表仪表(ybio)电脑电脑J285 网关电脑网关电脑 J533发动发动机电机电脑脑自动变速自动变速箱电脑箱电脑安全气囊安全气囊电脑电脑ABS/TCS/ESP电脑电脑动力系统动力
46、系统舒适舒适(shsh)系统系统左前门电脑左前门电脑左后门电脑左后门电脑右后门电脑右后门电脑左右门电脑左右门电脑舒适中央电脑舒适中央电脑座椅记忆电脑座椅记忆电脑K第49页/共64页第五十页，共64页。2023/2/65120022002年年1 1月开始月开始(kish)(kish)的高尔夫的高尔夫/宝来数据传输系统宝来数据传输系统仪表仪表(ybio)电脑电脑J285 网关电脑网关电脑 J533发动发动机机自变箱自变箱 4/5安全气囊安全气囊ABS/TCS/ESP动力系统动力系统舒适舒适(shsh)系统系统左前门左前门左后门左后门右后门右后门右前门右前门舒适中央舒适中央电脑电脑座椅记忆电脑座椅记
47、忆电脑K第50页/共64页第五十一页，共64页。2023/2/652发动机发动机制动制动(zh dn)系统系统气囊气囊(qnng)转向转向(zhunxing)角传感器角传感器电子转向助力电子转向助力Gateway总线控制单元总线控制单元开迪车动力总线系统开迪车动力总线系统第51页/共64页第五十二页，共64页。2023/2/653收音机导航收音机导航(dohng)显示显示(xinsh)界界面面停车停车(tng ch)加热加热开迪车信息总线系统开迪车信息总线系统网关网关第52页/共64页第五十三页，共64页。2023/2/654电网电网(dinwng)管理电管理电脑脑转向转向(zhunxing)
48、柱柱开关开关拖车拖车(tuch)电脑电脑仪表电脑仪表电脑空调电脑空调电脑开迪车舒适总线系统开迪车舒适总线系统网关电脑网关电脑雨刷器控制器雨刷器控制器第53页/共64页第五十四页，共64页。2023/2/655司机门控制司机门控制(kngzh)单元单元副司机门控制副司机门控制(kngzh)单元单元舒适舒适(shsh)系统控制单系统控制单元元舒适总线系统舒适总线系统 （接上页）（接上页）隔离栅监控隔离栅监控LINLIN总线总线第54页/共64页第五十五页，共64页。2023/2/656动力动力(dngl)仪表仪表(ybio)舒适舒适(shsh)信息信息诊断诊断桔桔/棕棕桔桔/黑黑桔桔/棕棕桔桔/绿
49、绿桔桔/棕棕桔桔/紫紫桔桔/棕棕桔桔/红红桔桔/棕棕桔桔/兰兰LINLIN总线总线 紫紫/兰（只需要单线）兰（只需要单线）CAN LowCANCAN导线颜色导线颜色CAN High低位都是桔低位都是桔/棕棕第55页/共64页第五十六页，共64页。2023/2/657动力动力(dngl)总线总线主要特征主要特征速率速率:500 000 bps(high speed CAN bus)500 000 bps(high speed CAN bus)-传输传输1 1比特持续时间比特持续时间:0.002 msec:0.002 msec-无信息传输模式的基本电压无信息传输模式的基本电压:对地对地2.5V2.
50、5V-信息传输周期信息传输周期:在在7-207-20毫秒之间毫秒之间(这取决于当前发动机的转速这取决于当前发动机的转速,因为相对因为相对(xingdu)(xingdu)于曲轴转角传输周期是固定的时间于曲轴转角传输周期是固定的时间).).-线色线色:CAN-H=CAN-H=桔桔/黑黑 CAN-L=CAN-L=桔桔/棕棕线径线径:0.35 mm2:0.35 mm2节点节点:CAN-H CAN-H CAN-LCAN-L无单线工作模式（发动机与无单线工作模式（发动机与ABSABS控制单元之间的两条总线不能断路，但其它控制单元总线断路后其余仍可工作。控制单元之间的两条总线不能断路，但其它控制单元总线断路