can总线技术基础

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CAN总线技术及其应用

作者：寇念泽

来源：《中国市场》2014年第31期

[摘要]CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一。本文主要分析了CAN总线的技术特点及其应用趋势，对CAN总线在汽车领域的应用进行了深入的分析。 [关键词]CAN总线；汽车；应用

[中图分类号]TN915[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2014）31-0050-02

在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN（Controllor Area Networh）通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，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

汽车CAN总线技术及故障检修

庆元县康达小车修理厂周远锦

【摘要】汽车CAN总线技术是一种全新的汽车电控系统信息通信方式，是为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换的一种串行通信协议，适应汽车恶劣的工作环境和通信速度要求，在信息传递资源共享方面有着独特的优势，并可有效减少线束的长度和节点数量；同时汽车CAN总线也有着自身独特的结构、工作特性以及相应的故障特点，对其性能的故障及检修排除方法。

【关键词】汽车CAN总线原理技术检修

引言

随着电子技术的不断发展，现代汽车上应用电控系统越来越多，为了使各电控系统之间实现信息共享，减少传感器及导线的数量，一种基于CAN总线的技术在汽车上广泛采用。CAN总线技术是一种有别于传统电气系统连接的新型信息通信方式，它的结构、原理、故障形式和检修方式都有着自身的特点。

一、汽车CAN总线技术应用的原因

随着车用电气设备越来越多，从发动机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；从电源管理到为提高舒适性而做的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶控制。另外，随着近年来的发展，以GPS、蓝牙、远程诊断为代表的新型电子通讯产品的出现，对汽车的综合布线和信息的共

CAN总线检修

1.故障现象：S500CAN总线系统出现故障，可能会造成动力系统、舒适系统无法工作或工作不正常。故障指示灯或点亮。

2.故障原因分析：CAN总线系统常见的故障原因一般有三种。

一是电源故障。由于电源系统电压低，引起控制器无法正常工作，导致无法通讯或CAN超时故障。

二是各节点故障。多路信息传输系统连接的各个电控单元发生故障即电控单元本身有故障。常常表现软件故障，即传输协议或软件程序有缺陷获冲突，导致通讯系统出现混乱或无法工作。另外就是在更换了一些新的控制单元，未能正确激活或进行相关的匹配，导致节点无法正常工作导致无法通讯。还有一种情况就是控制单元硬件故障。

三是CAN线路故障。因多路信息传输系统的链路不畅通或物理性质被改变导致数据无法正常通讯。常常表现为线路断路、短路、信号衰弱或失真等故障原因。

S500车型常见线路故障一般有一下4种情况。一是高、低CAN线对地短路。二是高、低CAN线对电源断路。三是高、低CAN线间短路。 3.CAN总线故障检测参数表

CANL(V) 序号 1 2 3 4 5 故障原因 对地电压 CAN-L对地短路 CAN-H对地短路 CAN-L对电源短路 CAN-H对电源短路 CAN-L与CAN-H间相2.

CAN总线检修

1.故障现象：S500CAN总线系统出现故障，可能会造成动力系统、舒适系统无法工作或工作不正常。故障指示灯或点亮。

2.故障原因分析：CAN总线系统常见的故障原因一般有三种。

一是电源故障。由于电源系统电压低，引起控制器无法正常工作，导致无法通讯或CAN超时故障。

二是各节点故障。多路信息传输系统连接的各个电控单元发生故障即电控单元本身有故障。常常表现软件故障，即传输协议或软件程序有缺陷获冲突，导致通讯系统出现混乱或无法工作。另外就是在更换了一些新的控制单元，未能正确激活或进行相关的匹配，导致节点无法正常工作导致无法通讯。还有一种情况就是控制单元硬件故障。

三是CAN线路故障。因多路信息传输系统的链路不畅通或物理性质被改变导致数据无法正常通讯。常常表现为线路断路、短路、信号衰弱或失真等故障原因。

S500车型常见线路故障一般有一下4种情况。一是高、低CAN线对地短路。二是高、低CAN线对电源断路。三是高、低CAN线间短路。 3.CAN总线故障检测参数表

CANL(V) 序号 1 2 3 4 5 故障原因 对地电压 CAN-L对地短路 CAN-H对地短路 CAN-L对电源短路 CAN-H对电源短路 CAN-L与CAN-H间相2.

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武汉科技大学

硕士学位论文

汽车CAN总线通信技术研究

姓名：熊福昌

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：麻友良

20090520

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武汉科技大学硕士学位论文第１页

摘要

随着汽车电子技术的飞速发展，汽车电子化程度越来越高，传统的布线方法已经不能满足这种需求。如何利用总线技术，减少车内线束，使汽车控制更加人性化、智能化就显得尤为重要。

本文主要对车灯和车窗控制系统做了研究，主要工作如下：

（１）分析了汽车ＣＡＮ总线的优点和特点，描述了ＣＡＮ总线的分层结构中的数据链路层和物理层。对ＣＡＮ总线的报文、帧格式、原理及特性做了详细的阐述。

（２）设计了基于ＣＡＮ总线的车灯和车窗控制系统，克服了传统汽车车灯、车窗控制的弊端。根据设计原则，本文提出设计方案，设计出各控制器单元的硬件电路，对车灯控制电路可能产生的故障进行了诊断，实现了车灯故障提示，通过对电动汽车的车窗进行分析与测试，提出了车窗防夹控制策略。文中还研究了在ＣＡＮ总线网络中使用光纤替代双绞线作为传输介质的可行性及其实现方式，提出一种ＣＡＮ总线光纤通信接口方案并用实验加以验证。对系统的软件设计给出了设计思想及主要流程图。

（３）在实验室搭建的车灯和车窗控制平台上进行调试，试验表明，控制效果良好，具有良

汽车CAN总线技术及其检测维修

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摘要：

伴随着汽车业的发展，汽车内部设备配件逐渐增加，CAN总线技术也得到了普遍的应用，传统方式的通信方式已经不能满足汽车现代化的具体要求，然而汽车CAN总线技术是一种全新的信息通信方式，在信息资源的传递和共享方面起到关键作用，并可有效减少线束的长度和节点数量，本文主要分析了汽车CAN总线技术的故障及检测和维修的方法。

关键词：CAN总线;总线技术;检测;维修

目前，随着车用设备的不断增加，从发动机控制到传动系统控制。从电源管理控制到为了提高舒适度而做的各种改善，使汽车电气系统形成一个庞大而复杂的系统，并且都集中在驾驶室控制。CAN总线的设计充分考虑了汽车的恶劣工作环境，而且可靠性高。因此CAN总线在诸多现场总线中独占鳌头，成为汽车总线的代名词。

一、CAN总线技术的概况 （一）CAN技术简介

CAN的全称是Controller Area Network，也就是俗称的控制器局域网。CAN总线技术是目前国际上应用最广泛的总线之一。CAN是指将汽车上多个控制器整合在网络中。CAN总线上的每个节点都有自己的地址，CAN总线控制器的数据资料是由控制单元提供的，CAN收发器从C

幻灯片1

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第4讲

CAN 数据总线（CAN BUS）

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CAN通信技术概述

CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。

CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线上述问题便得到很好地解决。 幻灯片5

1993年CAN 成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。

CAN的规范从CAN 1.2 规范(标准格式)发展为兼容CAN 1.2 规范的CAN2.0规范(CAN2.0A为标准格式，CAN2.0B为扩展格式)，目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。 幻灯片6

CAN总线特点

CAN总线是一种串行数据

CAN总线是一种基于优先级的串行通信网络，采用载波监听多路转换冲突避免协议，CAN总线中传输的数据帧的起始部分为数据的标识符，标识符可以区分消息又可以表示消息的优先级（0的优先级最高）。CAN总线为多主工作方式，网络上任意一节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点同时发送消息。若两个或两个以上的节点同时开始传送报文，就会产生总线访问冲突，根据逐位仲裁原则，借助帧开始部分的标识符，优先级低的节点主动停止发送数据，而优先级高的节点继续发送信息。在仲裁期间，CAN总线作“与”运算，每一个节点都对节点发送的电平与总线电平进行比较，如果电平相同，则节点可以继续发送。如规定0的优先级高，当某一个节点发送1而检测到0时，此节点知道有更高优先级的信息在发送，它就停止发送消息，直到再一次检测到网络空闲。

CAN总线采用的是一种叫做“载波监测，多主掌控／冲突避免”（CSMA／CA）的通信模式。这种总线仲裁方式允许总线上的任何一个设各都有机会取得总线的控制权并向外发送数据。如果在同一时刻有2个或2个以上的设各要求发送数据，就会产生总线冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突并对其进行仲裁，从而使具有高优先级的数据不受任何损坏地传输。

当总线处于空闲状态时呈隐性

现场总线技术

第二章 CAN技术规范介绍

教材： 作者：

现场总线CAN原理不应用技术 绕运涛、邹继军、郑勇荟

中国矿业大学/徐海学院 2012-08

CAN技术规范介绍-标准现场总线技术

标准 BOSCH公司

V1.2 V2.0A V2.0B (V2.0B完全兼容2.0A) ISO 11898-道路交通运载工具-数字交换-高速通信控制器局 部网

国际标准化组织

现在所有厂家生产的CAN控制器都已支持V2.0B

中国矿业大学机电工程学院-张有忠 ©版权所有 2012-08 V2.01

CAN技术规范介绍-应用 应用 CAN连接发动机控制单元，各种传感器，刹车系统、 减震系统、防滑系统、转向系统 车灯组，电气车窗，代替接线配线装置 音响、视频等娱乐、辅助单元 车身环境控制系统 ……现场总线技术

中国矿业大学机电工程学院-张有忠 ©版权所有 2012-08 V2.01

CAN特性 CAN特性 支持报文优先权 保证报文延迟时间 设置灵活 时间同步的多点接收 系统内数据的一致性(System Wide Data Consistency) 多主机网络(对等网) 错误监测和错误标定 只

现场总线技术

第二章 CAN技术规范介绍

教材： 作者：

现场总线CAN原理不应用技术 绕运涛、邹继军、郑勇荟

中国矿业大学/徐海学院 2012-08

CAN技术规范介绍-标准现场总线技术

标准 BOSCH公司

V1.2 V2.0A V2.0B (V2.0B完全兼容2.0A) ISO 11898-道路交通运载工具-数字交换-高速通信控制器局 部网

国际标准化组织

现在所有厂家生产的CAN控制器都已支持V2.0B

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CAN技术规范介绍-应用 应用 CAN连接发动机控制单元，各种传感器，刹车系统、 减震系统、防滑系统、转向系统 车灯组，电气车窗，代替接线配线装置 音响、视频等娱乐、辅助单元 车身环境控制系统 ……现场总线技术

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CAN特性 CAN特性 支持报文优先权 保证报文延迟时间 设置灵活 时间同步的多点接收 系统内数据的一致性(System Wide Data Consistency) 多主机网络(对等网) 错误监测和错误标定 只