【正文】 ）控制一個(gè)工作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速器等。 ?電子技術(shù)從發(fā)動(dòng)機(jī)控制擴(kuò)展到汽車的各個(gè)組成部分，如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、自動(dòng)變速系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等。目前這些系統(tǒng)有： ABS（防抱系統(tǒng)）、 EBD（制動(dòng)力分配系統(tǒng)）、EMS（發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)）、多功能數(shù)字化儀表、主動(dòng)懸架、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)和自動(dòng) CD 機(jī)等。 CAN的發(fā)展背景及其應(yīng)用情況 CAN的起源 現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性；乘坐的舒適性；駕駛與使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。 （ 10）通信介質(zhì)可采用雙絞線，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價(jià)的雙絞線即可，無特殊要求。 （ 8）采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為 8個(gè)。 （ 6）通信速率最高可達(dá) 1MB/s（此時(shí)距離最長 40m）。 （ 4）可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（成組）及全局廣播幾種傳送方式接收數(shù)據(jù)。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn) （ 信息 ） 可分成不同的優(yōu)先級(jí) ,可以滿足不同的實(shí)時(shí)要求 。 CAN總線特點(diǎn) CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議 ， 其通信接口中集成了 CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能 ， 可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理 ， 包括位填充 、 數(shù)據(jù)塊編碼 、 循環(huán)冗余檢驗(yàn) 、 優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作 。 1993年 CAN 成為國際標(biāo)準(zhǔn) ISO11898(高速應(yīng)用 )和 ISO11519（低速應(yīng)用）?，F(xiàn)代汽車越來越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)、注油控制，加速、剎車控制 (ASC)及復(fù)雜的抗鎖定剎車系統(tǒng) (ABS)等。國外已有許多大公司的產(chǎn)品采用了這一技術(shù)。CAN 數(shù)據(jù)總線（ CAN BUS） 第 4講 CAN通信技術(shù)概述 CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域網(wǎng)絡(luò)。由于其高性能、高可靠性、及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN越來越受到人們的重視。 CAN最初是由德國的 BOSCH公司為汽車監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。由于這些控制需檢測(cè)及交換大量數(shù)據(jù)，采用硬接信號(hào)線的方式不但煩瑣、昂貴，而且難以解決問題，采用 CAN總線上述問題便得到很好地解決。 CAN的規(guī)范從 CAN 規(guī)范 (標(biāo)準(zhǔn)格式 )發(fā)展為兼容 CAN 規(guī)范的 (式， )，目前應(yīng)用的 CAN器件大多符合 。 CAN總線特點(diǎn)如下： （ 1） 可以多主方式工作 ， 網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息 ， 而不分主從 ， 通信方式靈活 。 （ 3） 采用非破壞性位仲裁總線結(jié)構(gòu)機(jī)制 ， 當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時(shí) ， 優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送 ， 而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù) 。 （ 5）直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10km（速率 5Kbps以下）。 （ 7）節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá) 110個(gè)。 （ 9）每幀信息都有 CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。 （ 11） 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。 在汽車設(shè)計(jì)中運(yùn)用微處理器及其電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。 汽車電子技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)： ?汽車電子控制技術(shù)從單一的控制逐步發(fā)展到綜合控制，如點(diǎn)火時(shí)刻、燃油噴射、怠速控制、排氣再循環(huán)。 ?從汽車本身到融入外部社會(huì)環(huán)境。 ?集中控制系統(tǒng)： 由一個(gè)電子控制單元（ ECU）同時(shí)控制多個(gè)工作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)。 ?控制器局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) （ CAN總線系統(tǒng)）：由多個(gè)電子控制單元（ ECU）同時(shí)控制多個(gè)工作裝置或系統(tǒng)，各控制單元（ ECU）的共用信息通過總線互相傳遞。 ? 粗大的線束 與汽車中有限的可用空間之間的矛盾越來越尖銳，電纜的體積、可靠性和重量成為越來越突出的問題，而且也成為汽車輕量化和進(jìn)一步電子化的最大障礙，汽車的制造和安裝也變得非常困難。 ?Vo l v o 汽車近三十年來線束增長的情況 ?車用網(wǎng)絡(luò)：通過總線將汽車上的各種電子裝置與設(shè)備連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)相互之間的信息共享，既減少了線束，又可更好地控制和協(xié)調(diào)汽車的各個(gè)系統(tǒng)，使汽車性能達(dá)到最佳。 ?可靠性提高，可維護(hù)性大為提高 ?實(shí)現(xiàn)信息共享，提高汽車性能 ?滿足現(xiàn)代汽車電子設(shè)備種類功能越來越多的要求 ?總之，使用汽車網(wǎng)絡(luò)不僅可以減少線束，而且能夠提高各控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，減少冗余的傳感器及相應(yīng)的軟硬件配置，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的資源共享，便于集中實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的在線故障診斷。 98年在 PASSAT和 GOLF的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上增加了 Canbus，傳送速率為 500Kbit/m。 2022年，大眾公司提高了 Canbus的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將舒適系統(tǒng) Canbus提高到 100Kbit/m, 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提高到 500Kbit/m。 2022年，大眾集團(tuán)在新 PQ35平臺(tái)上使用五重結(jié)構(gòu)的 Canbus系統(tǒng)，并且出現(xiàn)了單線的 LINBUS。參加研究的還有 MercedesBenz公司、 Intel公司，還有德國兩所大學(xué)的教授。 ◆ 1993年， CAN的國際標(biāo)準(zhǔn) ISO11898公布 從此 CAN 協(xié)議被廣泛的用于各類自動(dòng)化控制領(lǐng)域。 ◆ 1994年開始有了國際 CAN學(xué)術(shù)年會(huì)（ ICC）。 ◆ 到今天，幾乎每一輛歐洲生產(chǎn)的轎車上都有 CAN；高級(jí)客車上有兩套 CAN，通過網(wǎng)關(guān)互聯(lián)； 1999年一年就有近 6千萬個(gè)CAN控制器投入使用； 2022年銷售 1億多 CAN的芯片； 2022年用在汽車上的 CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)目超過 1億個(gè) 。 ◆ 基于 CAN的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用較通用的有兩種： DeviceNet（適合于工廠底層自動(dòng)化） 和 CANopen（適合于機(jī)械控制的嵌入式應(yīng)用）。購買者將得到無限制的、真正免費(fèi)的開發(fā) DeviceNet產(chǎn)品的授權(quán)。 基于 CAN總線的汽車電器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU自動(dòng)變速器E C UABS/TCSECU安全氣囊E C U電控懸架E C U巡航控制E C U動(dòng)力轉(zhuǎn)向E C U電機(jī)控制E C U電池管理E C U燈光控制E C U刮雨洗滌控制E C U電動(dòng)座椅E C U門鎖防盜E C U電動(dòng)車窗E C U后視鏡喇叭E C U氣候控制E C U警告信號(hào)E C U儀表顯示E C U整車控制器ECU（網(wǎng)關(guān)）整車控制器ECU（網(wǎng)關(guān)）高速總線低速總線故障診斷ECU 目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用 2條 CAN： 一條用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速 CAN，速率達(dá)到500kb/s。主要是針對(duì)車身控制的，如車燈、車門、車窗等信號(hào)的采集以及反饋。 CAN總線布置、結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn) CAN總線系統(tǒng)上并聯(lián)有多個(gè)元件。如果系統(tǒng)的某一處有故障，那么總線上所有連接的元件都會(huì)得到通知。 CAN總線布置、結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn) 考慮到信號(hào)的重復(fù)率及產(chǎn)生出的數(shù)據(jù)量， CAN總線系統(tǒng)分為三個(gè)專門的系統(tǒng) ? CAN驅(qū)動(dòng)總線（高速）， 500Kbit/s，可基本滿足實(shí)時(shí)要求。 ? CAN“infotainment”總線（低速）， 100Kbit/s，用于對(duì)時(shí)間要求不高的情況。 數(shù)據(jù)傳輸終端：是一個(gè)電阻，防止數(shù)據(jù)在線端被反射，以回聲的形式返回，影響數(shù)據(jù)的傳輸。 Canbus上的控制器中發(fā)送信息的線路通過一個(gè)開路集電極和總線相連。 邏輯 “ 1” ：所有控制器的開關(guān)斷開；總線電平為 ；Canbus未通訊。 Canbus的收發(fā)器 因此總線導(dǎo)線上就會(huì)出現(xiàn)兩種狀態(tài)： 狀態(tài) 1： 截止?fàn)顟B(tài)，晶體管截止（開關(guān)未接合） 無源： 總線電平 =1，電阻高 狀態(tài) 0： 接通狀態(tài)，晶體管導(dǎo)通（開關(guān)已接合） 有源： 總線電平 =0，電阻低 2個(gè)以上控制器所組成的 Canbus系統(tǒng) 當(dāng)用 2個(gè)以上的控制器連接在 Canbus總線上（如圖所示），用邏輯 1來表示斷開和用邏輯 0表示閉合。 （某一時(shí)間段內(nèi)的電平 1（無源））如果總線空閑下來，發(fā)動(dòng)機(jī)信息就會(huì)被發(fā)送出去。系統(tǒng)中采用高低電平兩根數(shù)據(jù)線，控制器輸出的信號(hào)同時(shí)向兩根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像。 基本構(gòu)造 +1V 1V