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CAN总线基础1、概述现在汽车的电子控制装置越来越多,常见的有发动机的电子燃油电喷系统,电子油门系统,变速器的电子控制系统,方向机的速度感应系统和安全气囊感应装置,底盘的防抱死制动系统,电子防盗系统等,这些系统都有相应的ECU。增加的ECU及其附带的通信设备必然会使整车电路繁琐复杂,线束多,重量大,成本高。在这种情况下,如果仍采用常规的布线方式,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致车上电线数目的急剧增加,使得电线的质量占整车质量的4%左右。另外,电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性,增加了维修的难度为了减少通信设备及线束、插件等东西,减少成本和简化线路,就必须采用能够满足高速多路的复用通信系统,以共享方式传送多种控制信息。因此,德国Bosch公司及几个半导体生产商共同开发了CAN总线,已取得国际标准化组织认证(ISO11898及ISO11519 CAN是控制器局域网络(Controller work)的简称,是一种串行多主站控制器局域网总线。现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。汽车总线网络应用实例CAN总线技术在轿车上的主要用途就是“全车数据共享”。全车数据共享让轿车成为一个智能化的整体,从而具有自我调节能力。例如,当仪表盘上的钥匙门启动时,仪表盘上的点火指示灯会亮起来,同时车门系统和车灯系统的ECU分别在总线上接到这个信息,也分别让各自的电源指示灯亮起来,这就表示各个系统在钥匙门打开的同时已经都准备好了,等待总线发出命令,以便做出相应的动作。高度智能化的CAN总线技术,就如同精明的管家一样,将一个大家庭的千头万绪打理得有条不紊。 根据车载总线特性及功能主要将其分为4大类: 协议/网络功能:Class A –面向传感器/执行器控制器的低速网络,必须支持事件驱动的信息–低速(< 10 Kb/s)–电动门窗、座椅调节、灯光照明…Class B –面向独立模块间数据共享的中速网络,必须支持事件驱动和周期性信息–中速(10 Kb/s -- 125 Kb/s)–仪表、车身电脑…Class C –面向高速、实时闭环控制的多路传输网,必须支持实时的周期性信息–高速(125 Kb/s --- 1 Mb/s甚至更高)–发动机控制、悬架控制、牵引控制…Class D –面向多媒体娱乐。2、目前车载网络总线分类Class A 协议中LIN 总线应用最广泛已经广泛地被世界上的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受:Local work (LIN) 总线的典型应用?车顶(湿度传感器、光线传感器、信号灯控制、雨量传感器、天窗)?车门(车窗玻璃、中控锁、车窗玻璃、后视镜、面板)?车头、车尾(传感器、灯组件)?车内(组合开关、雨刮电机、收音机、空调、车内照明等)?座椅(座椅电机、转速传感器、面板)Class B 协议中CAN总线凭借其突出的可靠性、实时性和灵活性已从众多总线中突显出来,成为世界接受的B类总线的主流协议。Class C协议中CAN 总线应用广泛,目前CAN总线已成为C 网络的主流。CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤,其主要特点如下:1、CAN总线的最大传输速率可达1Mb/s(40m及以下),直接通信距离最远可达到10km(速率在5kbps以下);2、CAN总线系统扩充时,可直接将新节点挂在总线上,因而走线少,系统扩充容易,改型灵活;3、CAN总线上某一节点出现严重错误时,可自动脱离总线,而总线上的其他节点的操作不受影响;4、CAN总线上的节点数取决于总线驱动电路。在标准帧(11位报文标识符)时可达到110个,而在扩展帧(29位报文标识符)时,个数不受限。3、CAN总线的技术特点5、CAN总线为多主站总线,CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次,因此可在各节点之间实现自由通信;6、CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术,高优先级节点优先传送数据。当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点不受影响地继续传输数据,从而大大节省了总线冲突仲裁时间,故实时性好;7、CAN总线采用循环冗余校验CRC(cylic redundancy check)及其它校验措施,保证了数据出错率极低;8、CAN支持四类报文帧:数据帧、远程帧、出错帧、超载帧。采用短帧结构,每帧有效字节数最多为8。8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。这样传输时间短,受干扰概率低具有较好的检错效果; 9、CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播几种方