《智能网联汽车改装与测试技术》CAN总线应用与调试

CAN总线

应用与调试ICVIntelligent&ConnectedVehicle1CAN总线概述CAN总线是一种用于降低汽车车载网络数据传输所需导线数量的技术。它基于两个ISO国际标准：ISO11898和ISO11519。ISO11898定义了高速CAN通信标准，支持通信速率在125kbps至1Mbps范围内。它是一种闭环总线，传输速率可达1Mbps，总线长度限制在40米以内。ISO11519定义了低速CAN通信标准，支持通信速率在10kbps至125kbps范围内。它是一种开环总线，当传输速率为40kbps时，总线长度可达1000米。（1）CAN总线概念CAN总线采用多路传递方式，即各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换。这种设计可以减少车身线路的数量，使汽车内部的线束连接变得简洁、清晰。1CAN总线概述CAN总线由CAN-H和CAN-L两根线组成。当CAN_H和CAN_L电平非常接近甚至相等时，总线表现为隐性，逻辑信号表示为高电平（逻辑1）。当CAN_H和CAN_L电平差异较大时，总线表现为显性，逻辑信号表示为低电平（逻辑0）。（1）CAN总线概念1CAN总线概述减轻整车自重。减少电线用量，耗铜量下降，整车自重得以降低（4%左右）。同时，全车线束变细，也为安装其它新的部件预留了空间。降低生产成本。网络技术所秉持的“信息共享、一线多能”也充分发挥了每一条电线的作用，现实了“物尽其用”。提高工作可靠性。电线数量的减少，整车电气系统的工作可靠性得以提高。便于后续开发。随着技术的不断进步，新的电子控制系统可以很方便地融入到已有的系统之中，而不必对现有系统作太大的改动。（2）CAN总线优势2

CAN总线工作原理动力CAN总线的基本系统由多个控制单元和两条数据线组成，控制单元内部主要包括：终端电阻、CAN控制器、CAN收发器和数据传递终端。（1）动力CAN总线动力CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线中，一根称为CAN-High导线，另一根导线称为CAN-Low导线。CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，并处理传递给CAN收发器。同时，CAN控制器也接收收发器接收到的数据，并传递给微处理器进行处理和传送。2

CAN总线工作原理（1）动力CAN总线收发器是发送器和接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转换成电信号并通过数据总线发送出去。同时，它也接收总线上的数据并将其传递给CAN控制器。在CAN总线上发送信息时，每个控制单元都能接收其他控制单元发送的信息，这种信息交换也被称为广播。2

CAN总线工作原理（1）动力CAN总线终端电阻是实际上的电阻器，其作用是防止数据传输终止时反射波反射回来破坏数据。终端电阻有两个，并与CAN-H和CAN-L之间并联连接。2

CAN总线工作原理（1）动力CAN总线差动模式连接的动力CAN总线电压处理过程中，收发器的差动信号放大器会对CAN-High导线上的电压减去CAN-Low导线上的电压，以有效抑制电压波动。这样可以消除外界干扰信号对CAN总线的影响。2

CAN总线工作原理（1）动力CAN总线在测量动力CAN总线时，使用示波器观察其波形，正常波形应呈现镜像信号。2

CAN总线工作原理（2）舒适CAN总线舒适系统CAN总线的联网控制单元包括自动空调控制单元、车门控制单元、舒适控制单元等。舒适系统CAN总线采用了低速CAN总线，通信速率为100kb/s，并采用了ISO11898-3物理层标准，具备较高的纠错能力。即使在以下情况下，CAN网络仍然可以通信：1）其中一根线断路；2）其中一根线对电源短路；3）相互之间短路；4）其中一根线对搭铁短路。控制单元通过舒适CAN总线的CAN-H线和CAN-L线进行数据交换，如车门开/关、车内灯开/关等。舒适CAN总线具有单线传输特性，使用了单独的驱动器（功率放大器），使得CAN-H线和CAN-L线不再有彼此的依赖关系。舒适CAN总线中没有终端电阻，并且CAN-H线和CAN-L线作为独立的电源线工作，彼此不再相互影响。2

CAN总线工作原理（2）舒适CAN总线舒适系统CAN总线的收发器结构与动力CAN总线收发器基本相同，但在出现故障时切换到CAN-H线或CAN-L线（单线工作模式）的方法略有不同。收发器的故障逻辑电路会监控两条CAN导线上的信号，并识别出故障，使用完好的一条导线进行单线工作模式。2

CAN总线工作原理（2）舒适CAN总线舒适CAN总线的电压特性：1）CAN-H线的高电平为3.6V，低电平为0V；2）CAN-L线的高电平为5V，低电平为1.4V；3）逻辑“1”时，CAN高电压为3.6V，CAN低电压为1.4V；4）逻辑“0”时，CAN高电压为0V，CAN低电压为5V。舒适CAN总线具有休眠模式，当车辆锁上35秒或者不锁车但没有任何操作10分钟时，进入休眠模式。在休眠模式下，高位线电压为0V，低位线电压为12V，电流约为70mA；非休眠模式下，电流约为700m