《一、CAN总线教学提纲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一、CAN总线教学提纲（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、总线与全车电路检测,第一部分 CAN总线,一、CAN简介,随着电子技术的飞速发展，汽车电子化程度越来越高，从发动机系统控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统控制，从电源管理到为提高舒适性而作出的各种努力，使汽车电子系统形成了一个复杂的大系统。这些系统除了各自的电源线外，还需要相互通信，若仍沿用常规点对点的布线方试，那么整个汽车布线将如一团乱麻，汽车线束的体积增大。采用总线布线，实现信息共享，大大的简化了汽车布线。,CAN（Controller Area Network）数据总线是一种极适合于汽车环境的汽车局域网。车载网络有几种，CAN总线是德国Bosch公司
2、为解决汽车监控系统中的复杂技术难题而设计的数字信号通信协议，它属于总线式串行通信网络。与同类车载网络相比，CAN总线在数据传输方面具有可靠、实时和灵活的优点，现已成为汽车总线的主流技术和标准，被世界很多著名汽车制造厂商所采用。,二、CAN组成,各电子控制单元通过CANBUS通信，实现信息共享。根据信息实时性要求不同，采用不同的信息传输速度，分为传输速度较高的动力系统CAN总线与传输速度较低的舒适系统CAN总线，二个系统的总线不能直接耦合，需要通过网关桥接。网关与诊断插座连接，检测仪可连接到诊断插座上，通过网关与各控制单元进行人机对话。每一个连接到CAN总线上的控制单元叫做一个节点。下图,带有C
3、AN总线的汽车，各节点内都设有实现CAN协议的芯片，一个完整的CAN总线智能节点硬件主要由三部分组成： 微处理器（单片机）。其作用是对CAN控制器进行进行通信初始化、向CAN控器派送预发送的信息、接收利用CAN从总上接收来的信息。 CAN控制器。完成CAN通信协议，承上启下组织信息发送和接收。 CAN收发器（驱动器）。是CAN控制器与物理总线之间的接口，对线差动发送和接收。,P98C668单片机 SJA100CAN控制器 TJA1050收发器 6N137,车载CAN总线系统采用的是差动传输技术，实车布线为双绞线。信号发送与接收原理如下：在微处理器中，每一种数据都有一个二进制编码，这些信号包括发
4、动转速、车速、温度，以及微处理器预向外发出的指令。编码内容主要包括该信息的种类标识、实时数据值的大小等。对于需要各节点共享的信息，微处理器将其编码发送给CAN控制器，CAN控制器将信息编制成发送格式后发送给收发器，收发器将报文的逻辑电平变成总线上的电压电平，在CANH、CANL线上差动发送，发送逻辑1时，二总线电压为隐性，发送逻辑0时，二总线电压为显性。接收信息的各节点，按照总线隐性为1、显性为0的协议，对接收的比特流译码，为本微处理器所用，完成一个信息的发送。,总线上的信号电压变化,差动传输收发原理,三、CAN数据帧的发送格式,1、帧起始：标志数据开始，带有大约5V电压的1位，被送入高位CA
5、N线；带有大约0V电压的1位被送入低位CAN线。2、标识符：判定数据中的优先权。如果几个节点都要同时发送各自的数据，那么，具有较高优先权的节点，优先发送。3、RTR：远程传送请求位。4、控制域：5、数据域：预发送的数据内容被编排在此区域中。6、CRC校验：检测传递数据中的错误。7、应答域：接收数据的节点，给出一个应答（发送节点给总线留出应答空隙，接收节点发出一个显性位0，表示正确接收了数据，如果在这个空闲时间内，所有接收节点均未发回应答，表示数据发送错误，发送节点会重新发送）。8、帧结束：连续发送7个隐性位，标志数据报告结束。在此是显示错误并重复发送数据的最后一次机会。,四、仲裁,CAN设计者
6、根据各种信息重要性不同，给出了不同的上总线传输优先权，标识符中前7位包含着发送优先权，若有几个节点同时预向总线发送信息，他们首先要向总线发送标识符进行比对，0位优先于1位，逐位比对，赢得仲裁的节点继续发送，失去仲裁的节点转入接收。注意，若总线正在发送信息时，即使是优先权高的信息也要等其发送完毕后方能发送。,五、双绞线的意义,CAN总线采用普通铜导线，使用方便，成本降低，但其抗干扰性差，在信息传输过程中，若有一根导线受电磁干扰，使电压值升高或降低，二根总线的电压差值就发生变化，造成错误的信号，因此，将二导线采用绞在起的方法布置，这样如果有电磁干扰，二根导线同时受冲击，其电压值变化相同，差值不变。
7、,六、驱动CAN总线故障诊断（菠罗例,在车载电脑中，发动机、自动波箱、ABS、安全气囊、动力转向等通过总线连接组成的CAN总线系统称为高速总线系统，因为这些节点所利用的数据对实时性要求很强，信息须高速传输才是有效数据，低速传输传会使数据失去实时性而不可用（串行：排队、上线传输）。通常把高速总线叫做驱动CAN总线，其传输速度为1Mbit/s。,驱动CAC总线采用差动传传输，即接收节点利用CANH与CANL电压差值来识别发送节点发来的代码。隐性时，CANH与CANL二根总线电压均为2.5V，其差值为0V，将其译为逻辑1；显性时，CANH线电压升为3.5V、CANL线电压降为1.5V，其差值为2V，
8、将其译为逻辑0；二根总线绞在一起，如受到外界电磁干扰时，二根总线电压产生相同幅值的变化，其差值保持不变。,驱动CAN总线的二根总线终端通过电阻耦合，因此，当其中一根总线故障时，另一根总线被牵连；二根总线相互依赖工作，不能单线工作 如果有一根总线对正极/对地短路、二线短路、单线断路时，高速总线系统摊焕。,菠罗轿车动力转向系统CAN总线电路图,在CAN总线系统中，各节并联，发动机控制单元在CANH与CANL之间形成66的电阻值，其它节点在CANH与CANL之间均形成2.6k的电阻值，因此，二总线之间的总电阻在5366之间。 CAN总线电路常发生的的故障与其它电路一样，包括断路、对正极短路、对地短路
9、、二总线之间短路及某一个节点内部形成断路/短路故障，测量故障点时有如下几种方法：,1、测量总线电压值。打开点火开关，CANH对地电压值应为2.6V；CANL对地电压值应为2.4V。若显示0V为对地短路；若显示12V为对正极短路；若二总线电压值相同，为二总线之间短路； 2、测量总线电阻值。关闭开点火开关，二总线之间的电阻值应在5366之间。若大于66，表示发动机节点断路；若二总线电阻值为0，说明二总线之间短路； 3、拆下节点对比诊断。当总线测量数据不正常时，可逐个拔下各节点后对总线再次测量，若拔下某一节点的线路插接器后，故障消失，则为该节点内部故障。对各节点二总线针脚测量时，发动机节点电阻值应为
10、66、其它节点二总线针脚电阻值均为2.6k左右。,4、用示波器测量总线波形。在总线上逐点测量，波形对比，可诊断出故障点。CANH、CANL总线为镜像对称波型。,七、故障案例,1、故障现象：起动发动机后无转向助力效果 2、检测仪查询：连接汽车检测仪，进入网关J533 （地址19）查询故障码、读取数据流。查询到故障码01039动力转向控制单元J500无通讯；读取数据流125/126组，显示J500通讯状态为0，发动机、仪表通讯状态为1。 3、分析查询结果：由图2菠罗轿车动力转向CAN电路可看出，检测仪经过网关J533，再经过总线与各节点通讯，网关、发动机、仪表三者均有通讯，说明总线母线工作正常，J
11、500无通讯，说明总线母线至J500分支线有故障。,另外，驱动CAN总线的CANH与CANL通过终端电阻耦合，如果其中有一根线对正极短路、对地短路、二线短路均会使全系统总线摊焕（不能产生正确的电压差值），只有某一支路总线有断路时，对母总线无影响。由以上二点分析，可断定总线母线至J500分支线有一根断路或二根同时断路。公共总线部分为母线。,4、测量查找故障点：拔下J500插接器，测量插头二线端子上的电压值，CANH应为2.6V、CANL应为2.4V，存在断路的导线插头端子电压值为0V，对这根导线采用逐段测量方法，查找到断路点（亦可采用逐段测量导线导通性、示波器拾取波形的方法测量查找故障点）。,七
12、、舒适CAN总线故障诊断（帕萨特）,车载CAN总线系统中，舒适系统中各节点之间的通讯，采用低速传输，因为这些节点之间信息交换对实时性要求没有驱动系统那样强，只需100kbit/s即可。这些节点主要有舒适系统控制单元J393、四个车门控制单元J386/387/388/389等。舒适系统控制管理中央门锁、电动摇窗、电动后视镜等项目。,舒适CAC亦采用差动传传输，但二根总线是之间没有耦合，是彼此独立的，当一根总线发生故障时，另一根总线可自动进入单线模式工作，这时，除了有故障提示外，舒适系统中的各项种控制不受影响，表面无生故障现象。单线模式时，接收节点用总线对地电压值识别代码，抗电磁干扰能力大大下降。
13、 舒适CAN总线中，CANH线隐性时为0V、显性时3.6V，CANL 线隐性时为5V、显性时1.4V。用电压表测量时CAN-H对地呈0V，CAN-L对地呈4.6V，二总线之间电阻无穷大。,对舒适CAN系统进行故障检测时，仍然先用检测仪查询故障的性质与区域，然后再结合电路图用万表或示器等测量工具实施故障点查找。实车故障测量一般采用对导线的导通性逐段测量方法，亦可用示波器对导线逐段拾取波形测量。测量故障点时，要遵照由外向内、先简后繁的原则，根据车辆实际电路排布情况，从不需要折装测量到简单拆装测量再到复杂拆装测量。,八、大客车CAN总线,采用车载网络通信很大程度的减化了汽车电路，在汽车电器布置上体现
14、出电路原理清晰。汽车的起动、照明、转向信号及刮水器等一切电器均纳入CAN总线管理。笔者将大客车上的每一个电子控制单元比做一个片警，负责本辖区的管理工作。在大客车前部、中部、后部及电器集中的部位，各都设置电子控制单元，节点组通过CAN总线接收和发送相关信息，控制本区域内的电器工作。,目前国内大客车多采用的是威帝CAN总线产品与欧科佳CAN总线产品，二种产品均为Bosch的CAN协议。 VITI-CAN总线按车辆配置、功能多少可分为三级布置。节点模块有：仪表模块、开关模块、 前控模块、 前灯模块、记录仪主机、胎压监测模块、顶控模块、中控模块、后控模块、后灯模块、 桥模块。,一级总线,一级总线是一种
15、简易的CAN总线。整个系统由总线处理器、总线仪表、总线管理器和桥模块组成。 总线处理器可完成50多个数据量的采集，并能实现对缓速器、空气悬架、三桥、乘客门及车速灯等的控制，还能为发动机提供 C3 信号以实现巡航定速的功能；桥模块可接受发动机 ECU 发出的转速、油压、水温等数据；总线管理器除管理总线运行外，还有行车记录仪功能；总线仪表为纯数字化仪表，可显示近120个数据。,二级总线,二级总线是为客车开发的一套CAN总线系统，整个系统由前控模块、后控模块、前灯控模块、后灯控模块、总线仪表、总线管理和桥模块组成。 总线系统可完成近80个数据量的采集，并能实现对缓速器、空气悬架、三桥、乘客门、灯光、
16、雨刷机、发动机点火、发动机熄火等的控制，还能为发动机提供 C3 信号以实现巡航定速的功能；桥模块可接受发动机 ECU 发出的转速、油压、水温等数据；总线管理器除管理总线运行外，还有行车记录仪功能；总线仪表为纯数字化仪表，可显示近120个数据量。,三级总线,三级总线是功能比较完备的 CAN-LIN 混合总线系统。整个系统由开关、前控、中控、后控、顶控、前灯控、后灯控、总线仪表、胎压接收等模块，以及总线管理器和桥模块组成。 总线系统可完成近120个数据量的采集，并能实现对缓速器、车身升降、随动桥、乘客门、灯光、雨刮机、空调器、车内照明、油路、点火器、铰接盘、发动机点火、发动机熄火等的控制，还能为发动机提供 C3 信号以实现巡航定速的功能；桥模块可接受发动机 ECU 发出的转速、油压、水温等数据；总线管理器除管理总线运行外，还有行车记录仪功能；总线仪表为纯数字化仪表，可显示近200个数据量。,
