电动车CAN总线培训

电动车CAN总线培训第一页，共47页。CAN总线原理CAN总线的通信是通过一种类似于“会议”的机制实现的第二页，共47页。CAN总线原理第三页，共47页。CAN基本概念第四页，共47页。CAN基本概念报文：在总线上传输的信息信息路由：

CAN不对通信单元分配地址，报文的寻址内容由报文的标识符指定。所有CAN节点通过报文滤波来判断是否接收报文第五页，共47页。CAN扩展格式数据帧第六页，共47页。CAN总线上的电平总线空闲时，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_H3.5VCAN_L1.5V隐性电平（逻辑1）：CAN_H2.5VCAN_L2.5V第七页，共47页。CAN总线上的信号变化第八页，共47页。CAN总线负载率计算假设CAN总线波特率为250Kbit/s，总线报文发送时间间隔为50ms，报文为数据帧（8个字节数据），1：根据通信波特率计算50ms总共可以发送多少bit(250000/1000)*50=12500bit2：计算最长的一帧报文有多少个bit1sof+29id+1ide+1rtr+1srr+2r+4dlc+8*8data+16crc+2ack+7eof=128bit3：计算50ms内可以支持的报文数目12500/128≈97当50ms间隔的报文数量超过97条时，就会出现丢帧第九页，共47页。CAN通讯机制通信波特率为250Kbit/s，那么每一个bit的时间就为1/250=0.004s=4μs最长一帧报文有128bit,每帧报文占用时间为128*4=512μs为了保证通讯的可靠性和稳定性，同时考虑到控制的实时性，网络通讯周期定为50mS，整车控制器初始化运行后，每隔50mS以广播方式发送数据给各部件，在一个周期里只发送一次第十页，共47页。CAN协议和标准规格第十一页，共47页。J939帧数据结构第十二页，共47页。J939帧数据结构

CAN29位ID位置J1939帧的位位置第十三页，共47页。常用J1939文档J1939/11物理层250Kbits/s屏蔽的双绞线J1939/21数据链路层文档J1939/71汽车应用层J1939/73应用层诊断J1939/81网络管理协议第十四页，共47页。J1939地址解译PGN:61701(0xF105)ID=0x08F10501第十五页，共47页。J1939地址解译0x181328F3解译成报文结构如下第十六页，共47页。J1939信息解译PGN（61443）电子

发动机控制器#2（EEC2)刷新率：50ms数据长度：8字节数据页：0PF：240PS：3P：3PGN：61443（0x00F003)参考位长度SPN描述SPN2

1byte加速踏板91第十七页，共47页。J1939信息解译Spn91加速踏板位置1输入装置类似发动机速度/转速的实际位置（如油门踏板或节流杆）和输入装置最大位置的比值，此参数意在为最初的实施加速器控制。SPN91仅应用于单加速器控制。对于公路上的汽车，一般针对驾驶员的油门踏板。数据长度：1字节分辨率：0.4%/位递增，从0%开始计算数据范围：0%到100%类型：测量值可疑参数号码：91参数组编号：[61443]第十八页，共47页。J1939信息解译通过CAN分析仪得到如下信息序号时间帧ID帧格式

帧类型DLC帧数据10811296090CF003x数据帧扩展帧0x87DC3C0

2DFFFFFFFF解译C31将C3转换成十进制=1952乘以转换系数0.4=195*0.4=783加上偏置0=76.8+0=78(实际参数值=分辨率*参数值+偏移量

）4得出加速踏板位置在78%处。第十九页，共47页。CAN模块装置第二十页，共47页。收发器CAN驱动总线的差动信号放大器第二十一页，共47页。CAN收发器状态1：截止状态，晶体管截止（开关未接合）状态0：接通状态，晶体管导通（开关已接合）第二十二页，共47页。CAN收发器发送过程第二十三页，共47页。CAN控制器SJA1000硬件结构框图第二十四页，共47页。SJA1000控制器CAN核心模块负责CAN信息帧的收发和CAN协议的实现，接口管理逻辑负责同外部主控制器的接口，该单元中的每一个寄存器都可由主控制器通过SJA1000的地址/数据总线访问，发送缓冲区可存贮一个完整的信息帧长度为13个字节，主控制器可直接将标识符和数据送入发送缓冲区，然后置位命令寄存器CMR中的发送请求位TR，启动CAN核心模块读取发送缓冲区中的数据，按CAN协议封装成一完整CAN信息帧，通过收发器发往总线，验收滤波器单元完成接收信息的滤波，只有验收滤波通过且无差错才把接收的信息帧送入接收FIFO缓冲区第二十五页，共47页。CAN控制器对报文检验滤波当总线上有报文到达时，收发器会将该报文的标识符与本地的标识符校验寄存器中进行比较，本地标识符屏蔽寄存器则是用于指定比较结果是否有影响，1表示相应位的比较结果不影响报文的接收。第二十六页，共47页。J1939实例之6120HEV网络拓扑结构第二十七页，共47页。J1939实例之VCU6120HEV混合动力车整车控制器（VCU)使用飞思卡尔16位单片机MC9S12XDP512，它拥有双路MSCAN口,24路AD转换通道,8个PWM口输出。CodeWarriorfors集成开发环境编程第二十八页，共47页。VCU硬件结构简图第二十九页，共47页。飞思卡尔CAN控制器MSCANMSCAN►CAN协议的实施-CAN2.0A/B版•标准和扩展数据帧•0–8字节的数据长度•高达1Mbps的可编程比特率•支持远程帧►带FIFO存储机制的5个接收缓冲器►带内部优先级分配功能的3个发送缓冲器►灵活的可屏蔽标识符过滤器：•2个32位扩展标识符过滤器•4个16位过滤器•8个8位过滤器第三十页，共47页。MC9S在CAN总线中位置第三十一页，共47页。CAN控制器MSCAN12模块框图第三十二页，共47页。MSCAN外部引脚第三十三页，共47页。MSCAN12模块图第三十四页，共47页。MSCAN12模块图第三十五页，共47页。MSCAN初始化第三十六页，共47页。MSCAN12的发送3个发送缓冲区第三十七页，共47页。发送控制相关寄存器第三十八页，共47页。MSCAN发送流程►配置：•将标识符、数据和优先级写入空的发送缓冲器。•安排缓冲器的发送顺序（清除TXEn）•启动发送中断（设置TXEIEn）•优先级值最低的发送缓冲器（安排发送消息的缓冲器）将在下一个IFS期间参与仲裁以接入CAN总线►发送中断：•识别已发送完消息的信息缓冲器•关闭发送中断•测试ABTAK（确认标记）•读取时间戳寄存器（如果启动了TIME链路的话）•如果发送队列中还有一条消息，请重复上述发送流程。第三十九页，共47页。MSCAN发送流程第四十页，共47页。MSCAN接收结构接收器标志寄存器(CANRFLG)中有一位RXF:接收缓冲器已满标志0：RxFG中没有新报文1：接收器FIFO非空。RxFG中有报文第四十一页，共47页。MSCAN接收流程►配置：•设置INITRQ（初始化模式请求）•配置接收过滤器•启动接收中断•清除INITRQ►接收中断：•读取标识符，执行过滤•读取数据长度代码字段•读取数据字段（如果不是远程帧的话）•读取时间戳（如果启动了时间链路）•释放接收缓冲器第四十二页，共47页。MSCAN接收流程