大众CAN -BUS

1、基本技术,CAN 数据总线（CAN-BUS),基本内容:,简介,基本构造,功能,驱动系统,传送安全性和故障处理,数据传输,舒适系统,Canbus的由来 由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车运行参数进行控制，因而汽车控制器的数量在不断的上升，从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单元数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国BOSCH公司开发了一种设计先进的解决方案CAN数据总线，提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间进行数据交换。,简介,1. CAN-Bus是Controller Area Network的缩写，称为控制单元的局域网，它是车用控制单

2、元传输信息的一种传送形式。 2. 车上的布线空间有限，CAN-Bus系统的控制单元连接方式采用铜缆串行方式。由于控制器采用串行合用方式，因此不同控制器之间的信息传送方式是广播式传输。也就是说每个控制单元不指定接收者，把所有的信息都往外发送；由接收控制器自主选择是否需要接收这些信息。,广播原理：一家发送，大家接收,广播原理：一家发送，大家接收,基本构造,3. CAN-BUS系统组成： CAN收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。 数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传输。 数据传输线：双向数

3、据线，由高低双绞线组成。,基本构造,4. Canbus采用双绞线自身校验的结构，既可以防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像。并且每一个控制器都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调效应。Canbus双绞线的基本颜色：Can总线的基本颜色：橙色；Can-Low总是棕色；Can-High:驱动系统(黑色)；舒适系统（绿色)； 信息系统(紫色）；,基本构造,5. 由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，因此最新版本的CAN总线系统人为设定为5个不同的区域，分别为驱动系统、舒适系统、信息系统

4、、多功能仪表、诊断总线等5个局域网。其速率分别为(Kbit/m)：驱动系统（由15号线激活）：500; 舒适系统（由30号线激活）：100信息系统（由30号线激活）：100；诊断系统（由30号线激活）： 500仪表系统（由15号线激活）： 100；Lin: 20最大承载：1000,基本构造,BSG,Klima,Komfort,Tr VR,Tr VL,Tr HR,Tr HL,SMLS,LWS,EPS,Airbag,ABS/ESP,Getriebe,Motor,Sensor Cluster,Radio,Telefon,Wischer l,Wischer r,诊断接口,基本构造,CAN-区域图,网关

5、,基本构造,6. 网关 由于不同区域Canbus总线的速率和识别代号不同，因此一个信号要从一个总线进入到另一个总线区域，必须把它的识别信号和速率进行改变，能够让另一个系统接受，这个任务由网关(Gateway)来完成。另外，网关还具有改变信息优先级的功能。如车辆发生相撞事故，气囊控制单元会发出负加速度传感器的信号，这个信号的优先级在驱动系统是非常高，但转到舒适系统后，网关调低了它的优先级，因为它在舒适系统功能只是打开门和灯。,基本构造,8. 诊断总线 诊断总线是用于诊断仪器和相应控制单元之间的信息交换，它被用来代替原来的K线或者L线的功能（废气处理控制器除外）。 诊断总线目前只能在VAS5051

6、和VAS5052 下工作，而不能适用于原来的诊断工具，如1552等。诊断总线通过网关转接到相应的CANBUS上，然后再连接相应的控制器进行数据交换。 随着诊断总线的使用，大众集团将逐步淘汰控制器上的K线存储器，而采用CAN线作为诊断仪器和控制器之间的信息连接线，我们称之为虚拟K线。,针脚号 对应的线束 1 15号线 4 接地 5 接地 6 CANBUS(高） 7 k线 14 CANBUS(低） 15 L线 16 30号线 注：未标明的针脚号暂未使用。,基本构造,当车辆使用诊断CANBUS总线结构后，VAS5051等诊断仪器必须使用相对应的新型诊断线（VAS5051/5A或VAS5051/6A）

7、, 否则无法读出相应的诊断信息。另外，车上的诊断接口也作出了相应的改动，具体信息看如下图表： 注：5051仪器的版本号必须大于3.0以上 才能使用诊断CANBUS总线。 新型诊断线能够适用于旧型诊断接口。,功能,1. Canbus上的信息 Canbus上的信息是以二进制形式出现的。也就是说控制单元将信息转换成二进制，Canbus用电平来模拟二进制，接受控制单元将电平转换成二进制数据，再将二进制数据转换成正常数据。 例如： 控制单元B将发动机转速值信号先转换成二进制信号(00010101),然后由发送器转换成一串电平信号兵发送出去。 控制单元A的接收器先读取电平信号，转换成二进制信号(00010

8、101)，然后再解码成发动机转速值。,2. 逻辑信号和差分放大器,log. 0“,log: 1“,差分放大器对应于逻辑电平,功能,3. Canbus的收发器Canbus上的控制器中发送信息的线路通过一个开路集电极和总线相连。,Canbus的收发器如图所示，使用一个电路进行控制，这样也就是说控制单元在某一时间段只能进行发送或接受一项功能。 逻辑“1”：所有控制器的开关断开；总线电平为5Vor3.5V；Canbus未通讯。 逻辑“0”：某一控制器闭合；总线电平为0伏； Canbus进行通讯。,功能,1. Canbus 的数据结构 当控制器发送信息时，并不仅仅是数据本身，它同时还带有属性数据打成数据

9、包一起传送。该数据包共有7个数据段，分别储存有开始区（1位），状态区（11位），检验区（6位），数据区（64位），安全区（16位），确认区（2位）和结束区（7位）。,数据传输,2. 优先级确认 因为Canbus采用串行数据传递（单根数据线)方式，如果有多个控制器同时需要发出信号，那么在总线上一定会发生数据冲突。所有每一个数据列都有它的优先级。当有多个控制器试图发送信息时，它们自己的接收器为信息优先级进行仲裁，当其他控制器发送的信息优先级高于自己控制器发送信息时，通知自己发送器停止发送，整个控制器进入接收状态。 在信息数据列中有11位的状态区，这11位二进制中前7位既是发送信息的控制器标识符，同

10、时又表示了它的优先级，即从前往后数，前面零越多，优先级越高。而后4位则是这个控制器发送不同信息的编号，如发动机控制单元既要发送转速信号，又要发送水温等信号，则后4位就有所不同。,数据传输,3. Canbus系统的难题-发送和接受的同步,数据传输,同步解决方案一：边沿对齐,为了保证发送和接受能够同步，Canbus规定了边沿对齐规则。也就是说接收器发现每一次电平反向的节拍不对时，必须调整边沿，以求得同步。这个规则在电平变化频繁时能有效的保证了接收的正确性,数据传输,数据的位填充,为了保证发送和接受能够同步，Canbus规定了位填充规则。也就是说最多5位出现一样的电平信号，第六位必须有一个反向电平。

11、这个规则能有效的保证了接收的正确性,数据传输,舒适系统,舒适系统,Canbus舒适系统由30号激活, 速率达到100 kBit/s，没有终端电阻，且高低Canbus线分离，即任一根Canbus线断路，Canbus工作不受影响。,舒适系统电路简图,测舒适系统高低线的电阻为无穷大！,舒适系统,10us,舒适系统的Canbus信号和驱动系统有很大区别： Can-High的高电平为：3.6伏 Can-High的低电平为：0伏 Can-Low 的高电平为: 5伏 Can-low 的低电平为：1.4伏 逻辑“1”：Can-high(3.6) Can-low=(1.4) 逻辑“0”：Can-high(0)Can-low(5),舒适系统的信号图,舒适系统,传送安全性和故障处理,内部故障管理 控制单元内部有错误计数器。一次发送失败计数加8，一次接收错误计数加1。当累计超过127时，控制器不再允许发送信息，当累计超过255时，控制器自动与总线脱离.但是，控制器发送信息时，没有受到答复信号，控制器将重复发送，而错误计数不计数。,典型故障1：Can-Low 断路,传送安全性和故障处理,示波仪判断,传送安全性和故障处理,典型故障2：Can-high 断路,传送安全性和故障处理,示波仪判断,传送安全性和故障处理,典型故障3：Can-Low 与电