CAN基础培训-物理层
动力性-1.8T or 2.0 舒适性-便捷，人性化 安全性-主动安全，被动安全 经济性-百公里油耗,日系汽车崛起 排放-欧三，欧四，混动，新能源 …
EMS，ABS，EPS，ESP 主动悬架 BCM 多功能数字化仪表 自动空调 导航、CD、电话…
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CAN总线技术基础培训
概述及物理层
北京恒润科技有限公司
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主要内容
概述
CAN的发展概况 CAN的性能特点 CAN的协议标准
CAN物理层
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2
概述
车辆总线的发展概况
CAN的发展概况
13
概述
CAN的性能特点
保证系统数据一致性
接口的抗电磁干扰能力设计 每帧信息都采用CRC校验及其他检错措施，错误漏检率极低 错误报文的自动重发、临时错误的恢复以及严重错误的自动 关闭，保证不影响其它节点的通信
节点A 应用层
报文
节点n
…
错误检测 错误处理
报文
…
数据链路层
比特流
物理层
差分电压
传输速率最高可达1Mbps，距离最远可达10km 通信介质选择灵活（双绞线、同轴电缆、光纤） 采用双线差分信号 协议本身对节点的数量没有限制 总线上节点的数量可以动态改变，组网灵活 短帧结构，传输时间短，受干扰概率低
节点A 应用层
报文
节点n
位速率/kbps 1000 500
…
报文
…
200 100 50 20
26
总结
概述
CAN的发展概况 CAN的性能特点 CAN的协议标准 CAN节点结构 CAN收发器 总线电压 CAN传输介质 拓扑结构 CAN线故障的容错性能 CAN总线连接器
CAN物理层
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27
CAN基础培训－概述及物理层
RL CAN_H CAN_L
(1) CAN_H开路 (2) CAN_L开路 (3) CAN_H对VBAT短路 (4) CAN_L对GND短路 (5) CAN_H对GND短路 (6) CAN_L对VBAT短路 (7) CAN_H对CAN_L短路 (8) CAN_H和CAN_L开路 (9) 终端电阻开路
分布节点2
传感器 执行元件 MMI
微控制器 集成CAN 控制器 TX 82C251 RX
CAN控制器 TX RX
SJA1000
CAN收发器
CAN收发器
CAN总线
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CAN物理层
CAN收发器
符合ISO11898-2标准，最高速率1Mbps； 抗环境瞬间干扰，具有保护总线能力； 斜率控制，降低射频干扰RFI； 热保护以及电源和地短路保护； 未上电的节点对总线无影响； 低电流待机模式；
3
概述
车辆总线的发展概况
通信需求之点对点
Body Control Powertrain Control
Engine Control
Transmission
Door Control
Dash
Seat Control
Power Locks
Control board
ABS/ASR
Active
Suspension
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CAN物理层
总线电压波形
电压(V)
逻辑“0” (dominant)
逻辑“1” (recessive)
CAN_H
~ 3.5 V
~ 2.5 V
~ 1.5 V
CAN_L
CAN 数据帧
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CAN物理层
CAN传输介质
5
概述
车辆总线的发展概况
车载网络的要求
采用串行总线拓扑结构 节点可以动态改变 具有极好的抗干扰能力 极强的差错检测和处理能力 满足信息传输实时性要求 具备故障的诊断和处理能力 考虑到成本因素，要求其控制接口结构简单，易 于配置
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6
概述
1983年，Bosch开始研究用于汽车的串行总线系统 1986年，Bosch在SAE大会上首次公布CAN协议 1987年，Intel推出了第一片CAN控制器芯片 1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规范 1991年，CAN最先在Benz S系列轿车上实现 1993年，ISO颁布CAN的国际标准 ISO-11898 CAN 被广泛的用于各类自动化控制领域
CAN_H
40m@1Mbps CAN_L
EMI
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14
主要内容
概述
CAN的发展概况 CAN的性能特点 CAN的协议标准
CAN物理层
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CAN的协议标准
OSI参考模型
协议层的相互作用
OSI参考模型 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 OSI参考模型 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
车辆总线的发展概况
车载总线的分类
位速率 /kbps ~10 应用场合 车身系统 应用范围 电动门窗、座椅调节、灯光照 明控制等 电子仪表、驾驶信息、故障诊 断、安全气囊、自动空调等
LIN
类 别 A
协议
B
10~125
状态系统 实时控制系 统 实时控制系 统 多媒体系统
CAN
C
125~1000
发动机控制、变速控制、 ABS、 CAN 悬架控制、转向控制等 线控(线控转向、线控刹车等) 信息娱乐(CD/DVD、导航等)
主要内容
概述 CAN物理层(基于ISO11898-2)
CAN节点结构 CAN收发器 总线电压 CAN传输介质 拓扑结构 CAN线故障的容错性能 CAN总线连接器
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CAN物理层
CAN节点结构
分布节点1
传感器 执行元件 MMI 微控制器
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CAN物理层
总线电压
隐性 1 0 0 0 1 0 1 0 0
电压 V 3.5
1 0
总线物理信号
逻辑信号
显性
隐性
显性
隐性
CAN_H
若总线上有两个以上驱动 器同时分别发送“0”和 “1”，其结果是总线数值 为显性“0”
2.5
CAN_L
1.5 时间
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FlexRay MOST
D
1000~
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7
概述
车辆总线的发展概况
典型汽车网络
CAN
CAN CAN
MOST FlexRay
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LIN
8
概述
CAN的发展概况
Air Condition
Airbag Light Control
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4
概述
车辆总线的发展概况
通信需求之网络
Body Control Control Body
Powertrain Control
Engine Control
Transmission
Door Control
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CAN的协议标准
OSI参考模型
CAN总线标准
物理层及数据链路层： ISO11898 应用层：不同的应用领域使用不同的应用层标准
SDS DeviceNet CANopen J1939
...........
11898
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CAN2.0
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终端 电阻 D L
l
终端 电阻
网络拓扑参数
参数 总线长度 支线长度 节点距离 终端电阻 符号 L l D RL 单位 m m m 欧 数值
最小
0 0 0.1 100
名义
最大
40 0.3 40
条件 波特率为1Mbps
任意波特率
120
130
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CAN物理层
CAN线故障的容错性能
双绞线
屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线
屏蔽双绞线结构图
双绞线参数 参数 特征阻抗 单位电阻 单位延迟 符号 Z R 单位 Ω mΩ/m ns/m 数值 最小 95 名义 120 70 5 最大 140
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CAN物理层
拓扑结构
ECU 1
ECU 2
ECU n
总线型拓扑
CAN 节点1 case7 case5 case6 Vbat CAN 节点n-1 case3 Vbat case1 CAN 节点n case9 RL case4 GND case2 case8 GND
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CAN物理层
CAN总线连接器
OBD连接器引脚定义
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