第一章 汽车控制器区域网CAN总线简介

江苏信息职业技术学院毕业设计江苏信息职业技术学院毕业设计PAGE6PAGE7第一章汽车控制器区域网CAN总线简介1.1CAN总线的形成一、CAN总线到底是什么？CAN总线又称CAN-bus，CAN是ControllerAreaNetwork的缩写，即控制器区域网，所以，CAN总线是指控制器区域网现场总线。CAN总线即为人们所称的汽车网络。二、汽车常规布线法的缺陷1.布线复杂，铜线成倍增加。一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其电线长度可达2km，电气节点高达1500个。而且，该数字大约每10年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。2.故障率上升，维修难度加大。（节点接触不好，线束整理麻烦，单根导线的检测也麻烦）3.设计和试制困难。每个车型的线束都不一样，每种车都要单独设计，且电控单元针脚数增加。4.替代电气配件困难。替代某个落后的电气配件，要增加几根线，因无法加到原线束中，只能从外面加线，这样会使线路更加凌乱。三、采用CAN总线的优点总所周知，汽车两块控制单元之间的信息传递，有几个信号就要有几根信号传输线(信号传输线的接地端可以采用公共回路)。随着汽车上控制单元的增加，信号传输线必然会随之增加。车门控制单元完成全部控制功能需要45根线和9个插头。这样会使电控单元引脚数增加，线路复杂，故障率增高，维修困难。而如果利用CAN总线，车门控制单元完成其全部控制功能只需最多17根线、2个插头即可。四、CAN-bus的发展历史大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统上采用了传送速率为62.5Kbit/m的Canbus。98年在PASSAT和GOLF的驱动系统上增加了Canbus，传送速率为500Kbit/m。2000年，大众公司在PASSAT和GOLF采用了带有网关的第二代Canbus。想2001年祖，大众公司产提高了Ca场nbus的芽设计标准，照将舒适系统年Canbu伤s提高到1驼00Kbi派t/m,轿驱动系统提犬高到500备Kbit/厚m。生2002年副，大众集团饼在新PQ2戏4平台上使族用带有车载堂网络控制单盆元的第三代养Canbu杰s歇。痕大众集团在创新PQ35燃平台上使用灾五重结构的服Canbu竭s杀系统，并且搜出现了括单线的LI塘N-BUS庙。迷1.2获CA秩N总线技术害在汽车中的丈应用防Can-B蜜us总线技梅术具有极强鞋的抗干扰和凉纠错能力，肤最早被用于役飞机、坦克泳等武器电子逮系统的通讯仪联络上。将扮这种技术用驴于民用汽车储最早起源于醋欧洲，在汽雄车上，这种岔总线网络用影于车上各种串传感器数据截的传递。寄通过遍布车踩身的传感器细，汽车的各义种行驶数据身会被发送到音“总线”上洲，这些数据滩不会指定唯怪一的接收者偶，凡是需要驳这些数据的惠接收端都可洁以从“总线致”上读取需不要的信息。凝Can总线刘的传输数据占非常快，可娃以达到每秒再传输32b牛ytes有拾效数据，这灵样可以有效姓保证数据的骄实效性和准瞒确性。传统装的轿车在机壮舱和车身内僚需要埋设大截量线束以传捧递传感器采输集的信号，机而Can-侨Bus总线妇技术的应用温可以大量减慨少车体内线谱束的数量，霞线束的减少兔则降低了故翼障发生的可球能性。眠吊Can-B回us技术在捏汽车的应用别，可以减少昆了汽车车体授内线束和控桑制器的接口佣数量，避免宽了过多线束卡存在的互相仅干涉、磨损剂等隐患，降谢低了汽车电水气系统的故漫障发生率。竿各种传感器枝的信息可以袜实现共享。级另外，在C撤an-Bu较s技术的帮萍助下，汽车卖的防盗性、躁安全性都得祝到了较大幅萌度提升。例妙如，在启动唐车辆时，确扎认钥匙合法贷性的信息会箱通过Can结-Bus总奔线进行传递屡，其校验的峰信息比以往锄的防盗系统蒙更为丰富。绸车钥匙、发静动机控制器惰和防盗控制蒙器互相存储凉对方信息，逮校验码中还部掺杂了随即希码，从而大胁幅提高防盗掘能力。校验结信息通过C代an-Bu咳s传递大幅属提高了信息泽传递的可靠软性，使防盗并系统的工作拴稳定可靠。愧签新一代的数哀字化汽车不增仅可以实现亏整车防盗，栽而且可以实雹现部件级的贩防盗。新一姐代的奥迪汽县车防盗保护饿系统为每一聚个汽车智能凶零部件提供幻了认证，也尾就是说，即肚使偷车贼将裙偷来的汽车籍拆散成一个告个组件，没巷有来自奥迪柿中央数据库顷的认证，这茧些零件根本暂无法正常工窜作。搅姻因此,对于粥采用CAN森-BUS总钢线技术车辆内,任何后加繁防盗系统,址统统没有经宝过原车的C让AN--爆BUS的认袄证.等于解论除了原车的陕防盗系统.评让汽车的防林盗系统在盗臭车贼前面形艘同虚似琴。丹1.3斑汽车抄控制器区域桌网的主要硬惹件猾一、CAN奶控制器莲1.CAN冶控制器的位寿置饿CAN骨控制器位于梯ECU狮的微处理器盏与条CAN痰收发器之间监ECUECU微控制器CAN控制器CAN收发器强2垦.CAN控朗制器的功能旱它的作用是必接收控制单渠元中变微处理器发传出的数据，逼处理数据并命传给CAN其收发器。同挠时CAN控友制器也接收抢收发器收到锄的数据匀，处理数据庭并传给微处必理器。好二、CAN垦收发器省1.CAN护收发器的位捎置闭屿亏CAN画收发器又称界CAN烘总线驱动器贞，安装在走CAN净控制器与数颜据总线之间嘉（见上图）均。调2.CAN膜收发器的功上用沙因CAN岔收发器的功柱用是将洁CAN俭控制器传来政的数据转化晴为电信号并滚送入数据总蜂线，同时接乳收数据总线田的信号并转湿发给嘱CAN伪控制器。归政三、传输介书质德爸北CAN破总线的传输涂介质主要有险双绞线、同阴轴电缆、光拿纤、无线等帅。1.双绞线旬a.亿双绞线由两刺根具有绝缘四保护层的铜划导线按一定率密度互相绞吴在一起，这念样可降低信华号干扰的程城度，每一根傲导线在传输肥中辐射的电默波都会被另症一根线上发径出的电波抵糠消。弹两知根数据线上狡的电压是相迷反的,若一竖根数据线上忌的电压约为貌0V剪；则另一数四据线上的电符压就是约为农5V进，这样守2秤根线的总电笛压值仍保持蝶一个常值。鞭从而所产生改的电磁场效抱应由于极性仅相反而相互斑抵消所以，让数据传输线飞通过这中方笼法得到保护出而免受外界轻辐射干扰同伟时，向外辐音射时，实际遥上保持中性该（即无辐射辆）设b.耍双绞线既可跪以用于传输桶模拟信号，径也可以用于守传输数字信灿号。座c.薪区域网中的急双绞线在要100kb李it/s费速率下的传读输距离可达喊1km敢。课d.持双绞线比同懒轴电缆或光路纤的价格便歇宜得多。绿e.陵双绞线根据始是否具有屏主蔽性分为非肌屏蔽双绞线慈（唉UTP怎）和屏蔽双子绞线（卸STP茫）两类。漂2.垮同轴电缆孔同轴电缆是拜由一根空心萌的圆柱型的段外导体围绕差单根内导体最构成的。内硬导体为实芯蹦或多芯硬质物铜线，外导流体为硬金属开或金属网。捕内导体和外狂导体之间由巡绝缘材料隔帜离，外导体辆外还有皮套湿或屏蔽物。抱有两种同轴榆电缆被广泛卖使用，一种全是腹50尝电缆，用于乏数字传输，观由于多用于涉基带传输，杏也叫基带同钱轴电缆；另蒜一种是他75扇电缆，用于胞模拟传输，宏一般用于电牲视信号的传筋输，称为宽同带同轴电缆序。女3.光纤扮光纤和同轴垂电缆相似，钞中心是光传粪播的玻璃纤扎芯。纤芯是漠采用超纯的暗熔凝石英玻抽璃拉成的比鞋人头发丝还震细的芯线，甘它质地脆、哄易断裂。者纤芯外面包遮围着浩一层折森射率比纤芯焰低的玻璃封壁套，以使光易纤保持在纤距芯内。再外朴面的是一层持薄的塑料外街套，用来保感护封套。光悉纤不受电磁勺干扰或噪声骨影响。光斜纤有单模和均多模之分。缺纤芯的直径棉是获15~10灯0µm秧，而单模光恐纤纤芯的直详径为剑8~10µ恰m胶。光纤通常圾被扎成束，梢外面有外壳震保护。兵光导纤维的沸任务是将在留某一控制单呼发射器内产土生的光波传敲送到另一控萝制单元的接肺收器。纷四、数据传摧输终端野1.终端电永阻略在数据总线烧的两个末端越设有两个终辫端电阻，其鲁目的是防止街数据在终端套被反射，并超以回声的形席式返回，数翻据在终端的指反射会影响潜数据的传输行。草堤2.负载电鸽阻笋所新型冻CAN困总线，将终底端电阻分布抢在各控制单坑元内，形成茶分布式电阻往，称为负载粮电阻。即发瞧动机控制单