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CAN总线基础

随着汽车电子设备的不断增加,对线束、信息共享和交流提出了更高的要求。传统的电气系统通常采用单连接通信,这将导致线束冗余和维护成本的增加。

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单布线连接

传统的单通信对接方式已不能满足现代汽车电子发展的需要,必须采用更先进的总线技术。总线技术可以实现信息的实时共享,解决中线束多、布线困难、成本高的问题,提高车辆通信的质量和质量。

CAN总线(Controller Area Network,20世纪80年代,德国博世公司提出了控制器局域网络。在过去的20年里,CAN总线在工业测控与汽车领域的普及,CAN网络技术不断优化,取得了长足的发展。如今CAN总线已成为汽车不可缺少的重要环节,ECU内部的CAN总线开发也占了ECU开发的重量很大。为了满足车载系统的不同要求,主要采用高速CAN和低速CAN。两者以不同的总线速率工作,以获得最佳的性价比,在两条总线之间使用CAN连接网关。

(1)高速CAN(动力总线)

高速CAN125kbit/s - 1Mbit/s主要用于传动系数传输的实时要求(如发动机控制、自动变速箱控制、行驶稳定系统、组合仪表等)。

(2)低速CAN(舒适总线)

低速CAN总线的传输速率范围为5kbit/s - 125kbit/s之间。主要用于舒适系统和车身系统数据传输的实时要求(如空调控制、座椅调节、车窗升降等。

整车CAN网络示意图

CAN总线是包含在内的串行数据通信协议CAN协议的物理层和数据链路层。可完成数据位填充、数据块编码、循环冗余效果、帧优先级判断等工作。其主要特点如下:

(1)多主机工作,网络上任何节点(未脱离总线)都可以随时向总线网络发布报文帧。

(2)节点发送的报文帧可分为不同的优先级,满足不同的实时要求。

(3)载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)当两个节点同时发布信息时,高优先级报纸可以不受影响地传输数据。

(4)实际节点总数可达110个。

(5)采用短帧结构,每帧最多有8个有效字节。

(6)当节点出现严重错误时,具有自动关闭功能,切断与总线的连接,不影响总线上的其他操作。

(1)总线结构

CAN总线采用双线传输,两条导线分别作为CAN_H、CAN_L,并在终端配备有120Ω电阻。收到总线信号时,CAN收发器将信号电平转换为逻辑状态,即CAN_H与CAN_L电平相减后,得到插值电平。各种干扰(如点火系统)在两根导线上的作用相同,相减后得到的插值电平可以过滤干扰。

(2)总线电平

CAN总线有两种逻辑电平状态,即显性和隐性。显性电平代表0,隐性电平代表1。使用非归零码代码,即在两个相同的电平之间不强制插入零状态电平。

高速CAN在传输隐性位时,CAN_H与CAN_L上电平均为2.5V;传输显位分别为3.5V与1.5V。

低速CAN在传输隐性状态位时,CAN_H上的电平为0V,CAN_L上的电平位5V。在传输显性状态位时,CAN_H上的电平位3.6V,CAN_L的位1.4V。

为了保证通信的正确性,总线信号必须在一定时间内出现在总线上,并确保采样正确。总线信号传输有一定的时间延迟,最大可靠的总线波特率与总线长度有关。ISO对各种总线长度的定义如下:

★ 1Mbit/s 总线长度为40m(规范)。

★ 500kbit/s 总线长度最大值为100m(建议值)。

★ 250kbit/s 总线长度最大值为250m。

★ 125kbit/s 总线最大长度为500m。

★ 40kbit/s 总线长度最大值为1000m。

(1)CAN实现节点互联的通信电缆是传输数据的通道。主要包括:普通双绞线、同轴电缆、光纤

(2)CAN驱动/接收器将信息包装成帧并发送,接收到的帧将恢复到信息、校准和报告节点状态。

(3)CAN控制器是根据协议要求设计制造的,可通过简单的总线连接实现CAN所有功能。SJA1000(Philips),82527(Intel)。

(4)CAN嵌有部分或全部的微控制器CAN如今,许多芯片都配备了控制模块和相关接口的通用微控制器CAN接口。

002 CAN总线基础(1) (qq.com)

003 CAN总线基础(下) (qq.com)

标签: 连接器对接线束

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