1、1. 車用網絡在汽車(qch)上的應用大致可以分為哪4個系統？ 復習(fx)測試 第1頁/共55頁第一頁，共56頁。車載網絡在汽車(qch)上的應用大致可以分為：動力傳動系統 車身系統 安全系統 信息系統。 復習(fx)測試 第2頁/共55頁第二頁，共56頁。CAN總線(zn xin)1VAN系統(xtng)3LIN總線(zn xin) 2學 習 內 容LAN系統4車載藍牙系統6MOST總線5第3頁/共55頁第三頁，共56頁。2.1 CAN總線(zn xin)的工作原理 CAN是Controller Area Network（控制器局域網）的縮寫，是國際標準化的串行通信協議。目前，CAN總線是

2、汽車網絡系統中應用最多、也最為普遍(pbin)的一種總線技術。第4頁/共55頁第四頁，共56頁。1.CAN總線(zn xin)的特點 多主通信，控制單元間的數據交換都在同一平臺上進行。這個平臺稱為協議，CAN總線起到數據交換“高速公路(o s n l)”的作用。圖2-19 控制(kngzh)單元間的數據交換都在同一平臺上進行第5頁/共55頁第五頁，共56頁。圖2-20 CAN總線(zn xin)相當于數據交換的“高速公路”第6頁/共55頁第六頁，共56頁。 可以很方便(fngbin)地實現用控制單元來對系統進行控制，如發動機控制、變速器控制、ESP控制等。 可以很方便地加裝選裝裝置，為技術進步

3、(jnb)創造了條件，為新裝備的使用埋下了伏筆。CAN總線是一個(y )開放系統，可以與各種傳輸介質進行適配，如銅線和光導纖維（光纖）。 對控制單元的診斷可通過K線來進行，車內的診斷有時通過CAN總線來完成（如安全氣囊和車門控制單元），稱為“虛擬K線”。隨著技術的進步，今后有逐步取消K線的趨勢。 可同時通過多個控制單元進行系統診斷。第7頁/共55頁第七頁，共56頁。2. CAN總線的結構(jigu)特點可靠性高；使用方便；數據(shj)密度大；數據(shj)傳輸快；采用雙線傳輸，抗干擾能力強，數據(shj)傳輸的可靠性高。第8頁/共55頁第八頁，共56頁。3.CAN總線(zn xin)的傳輸速

4、率 目前，CAN總線(zn xin)系統中的信號是采用數字方式經銅導線傳輸的，其最大穩定傳輸速率可達1000Kbit/s （1Mbit/s）。 大眾和奧迪公司(n s)將最大標準傳輸速率規定為500Kbit/s，并將CAN總線系統分為三個專門的系統： 驅動CAN總線（高速），亦稱動力CAN總線，其標準傳輸速率為500Kbit/s，可基本滿足實時要求，主要用于發動機、變速器、ABS、轉向助力等汽車動力系統的數據傳輸。 舒適CAN總線（低速），其標準傳輸速率為100 Kbit/s，主要用于空調系統、中央門鎖（車門）系統、座椅調節系統的數據傳輸。 信息CAN總線（低速），其標準傳輸速率為100Kbi

5、t/s，主要用于對時間要求不高的領域，如導航系統、組合音響系統、CD轉換控制等。第9頁/共55頁第九頁，共56頁。4.CAN總線(zn xin)的自診斷功能控制單元具有自診斷功能，通過自診斷功能還可識別出與CAN總線相關(xinggun)的故障。用診斷儀讀出CAN總線故障(gzhng)記錄之后，即可按這些提示信息按圖索驥、順藤摸瓜，快速、準確地查尋并排除故障(gzhng)。控制單元內的故障記錄用于初步確定故障，還可用于讀出排除故障后的無故障說明，即確認故障已經被排除。如果想要更新故障顯示內容，必須重新起動發動機。CAN總線正常工作的前提條件是車輛在任何工況均不應有CAN總線故障記錄。 第10頁

6、/共55頁第十頁，共56頁。2.2.2 CAN總線(zn xin)的組成1.CAN總線(zn xin)的基本系統 CAN總線的基本系統由多個控制(kngzh)單元和兩條數據線組成，這些控制(kngzh)單元通過所謂收發器（發射-接收放大器）并聯在總線導線上。 圖2-21 CAN總線的數據傳輸與公交車載運乘客相似第11頁/共55頁第十一頁，共56頁。 CAN總線系統采用雙絞線進行數據傳輸。這兩根導線(doxin)中，一根稱為CAN-High導線(doxin)，另一根導線(doxin)稱為CAN-Low導線(doxin)。在雙絞線上，信號是按相反相位傳輸的，這樣可有效抑制外部(wib)干擾。圖2-

7、22 CAN總線(zn xin)的雙絞線第12頁/共55頁第十二頁，共56頁。2.信息(xnx)的發送與接收 CAN數據總線在發送信息時，每個控制單元均可接收其他控制單元發送出的信息。在通信技術領域，也把該原理稱為(chn wi)廣播。第13頁/共55頁第十三頁，共56頁。圖2-26 單線(dnxin)CAN總線數據傳輸示意圖圖2-27 CAN總線上的信息交換(jiohun)（廣播原理）第14頁/共55頁第十四頁，共56頁。3. CAN數據總線傳輸(chun sh)的數據類型CAN數據(shj)總線所傳輸的數據(shj)有4種類型：數據(shj)幀、遠程幀、錯誤幀和過載幀第15頁/共55頁第十

8、五頁，共56頁。3. 1 CAN總線(zn xin)的數據幀 數據幀的每條完整信息由7個域構成，信息最大長度為108 bit。在兩條CAN導線上，所傳輸的數據內容是相同的，但是(dnsh)兩條導線的電壓狀態相反。 第16頁/共55頁第十六頁，共56頁。 開始域。開始域（長度為1bit）標志數據(shj)開始，CAN-High導線的電壓大約為5V（具體數值視系統而定），CAN-Low導線的電壓大約為0 V。第17頁/共55頁第十七頁，共56頁。 仲裁域。仲裁域（長度為11bit）用于確定所傳數據的優先級。如果在同一時刻有兩個控制(kngzh)單元都想發送數據，則優先級高的數據先行發出。第18頁/

9、共55頁第十八頁，共56頁。 控制(kngzh)域。控制(kngzh)域（長度為6bit）用于顯示數據區中的數據數量，以便讓接收器（接收數據的控制(kngzh)單元）檢驗自己接收到的、來自發送器（發送數據的控制(kngzh)單元）的數據是否完整。 第19頁/共55頁第十九頁，共56頁。 數據(shj)域。數據(shj)與（長度不確定，視具體情況而定，最大長度為64bit）是信息的實質內容。第20頁/共55頁第二十頁，共56頁。安全域。安全域（長度為16bit）用于檢驗數據在傳輸中是否出現(chxin)錯誤。第21頁/共55頁第二十一頁，共56頁。 應答域。應答域（長度為2bit）是數據接收器發

10、給數據發送器的確認信號，表示接收器已經正確、完整地收到了發送器發送的數據。如果檢測到在數據傳輸中出現錯誤，則接收器會迅速通知發送器，以便(ybin)發送器重新發送該數據。第22頁/共55頁第二十二頁，共56頁。 結束域。結束域（長度為7bit）標志(biozh)著數據的結束。第23頁/共55頁第二十三頁，共56頁。3.2 遠程(yunchng)幀l 遠程幀的功能是將數據請求從發送器傳到接收器。通過(tnggu)發送遠程幀，作為某數據接收器的控制單元會對不同的數據傳送進行初始化設置。l 遠程幀由開始域、仲裁域、控制域、安全域、應答域和結束域6個不同的域組成第24頁/共55頁第二十四頁，共56頁。

11、2.3 錯誤(cuw)幀l 錯誤幀的功能是對所發送的數據進行錯誤檢測、錯誤標定及錯誤自檢。錯誤幀由兩個不同的域組成，第1個域為不同控制單元提供錯誤標志的疊加，第2個域是錯誤界定符。l 錯誤標志包括(boku)主動錯誤標志和被動錯誤標志兩種形式。第25頁/共55頁第二十五頁，共56頁。 接收器在電路尚未準備好或在間歇域期間檢測(jin c)到一個“顯性”位時，會發送過載幀，以延遲數據的傳送。過載幀包括過載標志和過載界定符兩個域。2.4 過載(guzi)幀第26頁/共55頁第二十六頁，共56頁。 數據幀或遠程幀與其前面幀的隔離是通過幀間空間實現的，無論其前面的幀為何類型。所不同的是過載幀與錯誤幀之

12、前沒有幀間空間，多個過載幀之間也不是由幀間空間隔離的。幀間空間包括間歇域和總線空閑的域。如果“錯誤被動”的控制單元(dnyun)已作為前一數據的發送器時，則其幀間空間除了間歇域、總線空閑域外，還包括掛起傳送域。間歇域包括3個“隱性”位，間歇期間所有的控制單元(dnyun)均不允許傳送數據幀或遠程幀，唯一要做的是標志一個過載條件2.4 幀間空間(kngjin)第27頁/共55頁第二十七頁，共56頁。4 CAN總線系統(xtng)元件的功能 CAN總線(zn xin)系統元件主要由K-線、控制單元、CAN構件、收發器等組成。 1.K-線 K-線用于在CAN總線系統自診斷時連接汽車(qch)故障檢測

13、儀（如VAS5051），屬于診斷用的通訊線。2.控制單元 控制單元接收來自傳感器的信號，將其處理后再發送到執行元件上。第28頁/共55頁第二十八頁，共56頁。圖2-29 CAN總線(zn xin)系統元件第29頁/共55頁第二十九頁，共56頁。3.CAN構件(gujin) CAN構件用于數據交換，為兩個(lin )區，一個是接收區，一個是發送區。CAN構件通過接收郵箱或發送郵箱與控制單元相連。圖2-30 郵局(yuj)收發郵件4.收發器 收發器就是一個發送-接收放大器，在接收數據時，收發器把CAN構件連續的比特流（亦稱邏輯電平）轉換成電壓值（線路傳輸電平）；當發送數據時，收發器把電壓值（線路傳

14、輸電平）轉換成連續的比特流。線路傳輸電平非常適合在銅質導線上進行數據傳輸。第30頁/共55頁第三十頁，共56頁。 收發器通過TX-線（發送導線）或RX-線（接收導線）與CAN構件相連。RX-線通過一個(y )放大器直接與CAN總線相連，并總是在監聽總線信號。1）收發器的特點(tdin) 狀態狀態 晶體三極管狀態晶體三極管狀態電阻狀態電阻狀態 總線電平總線電平 1截止（相當于開關斷開）截止（相當于開關斷開）無源無源 高阻抗高阻抗 1 0導通（相當于開關閉合）導通（相當于開關閉合）有源有源 低阻抗低阻抗 0表2-2 收發器內晶體(jngt)三極管的狀態與總線電平之間的對應關系圖2-31 收發器的T

15、X-線與總線的耦合第31頁/共55頁第三十一頁，共56頁。2）多個收發器與總線(zn xin)導線的耦合 當有多個(du )收發器與總線導線耦合時，總線的電平狀態將取決于各個收發器開關狀態的邏輯組合。 收發器收發器A 收發器收發器B 收發器收發器C 總線電平總線電平 1 1 1 1（5 V） 1 1 0 0（0V） 1 0 1 0（0V） 1 0 0 0（0V） 0 1 1 0（0V） 0 1 0 0（0V） 0 0 1 0（0V） 0 0 0 0（0V）表2-3 收發器開關的狀態與總線(zn xin)電平的邏輯關系圖2-32 3個收發器接到一根總線導線上第32頁/共55頁第三十二頁，共56頁

16、。2.2.4 CAN總線(zn xin)的數據傳輸過程1.信息格式的轉換(zhunhun) 首先是發動機控制單元的傳感器接收到發動機轉速信息（轉速值）。該值以固定(gdng)的周期（循環往復地）到達微控制器的輸入存儲器內。 發動機轉速值按協議被轉換成標準的CAN信息格式。 狀態區（標識符）=發動機_1，數據區（信息內容）=發動機轉速（即發動機轉速為xxx r/min）。當然，CAN總線上傳輸的數據也可以是其他信息（如節氣門開度、冷卻液溫度、發動機轉矩等），具體內容取決于系統軟件的設定。 圖2-33 發動機轉速值按協議被轉換成標準的CAN信息格式第33頁/共55頁第三十三頁，共56頁。2.請求(

17、qngqi)發送信息總線狀態查詢 如果發送郵箱內有一個發動機轉速實時值，那么該值會由發送特征位（舉起的小旗）顯示出來(ch li)請求發送信息。 只有總線處于空閑狀態時，控制單元才能向總線上發送信息。CAN構件(gujin)通過RX-線來檢查總線是否有源（是否正在交換其他信息），必要時會等待，直至總線空閑下來為止。 如果在某一時間段內，總線電平一直為1（總線一直處于無源狀態），則說明總線處于空閑狀態。圖2-34 總線狀態查詢第34頁/共55頁第三十四頁，共56頁。3.發送信息 如果總線空閑下來(xi li)，發動機信息就會被發送出去。 圖2-35 信息(xnx)發送過程第35頁/共55頁第三十

18、五頁，共56頁。4.接收(jishu)過程 連接(linji)在CAN總線上的所有控制單元都接收發動機控制單元發送的信息，該信息通過RX-線到達CAN構件各自的接收區。 接收(jishu)過程分兩步，首先檢查信息是否正確（在監控層），然后檢查信息是否可用（在接收(jishu)層）。第36頁/共55頁第三十六頁，共56頁。1）檢查(jinch)信息是否正確（在監控層） 接收器接收發動機的所有信息，并且在相應的監控層檢查這些信息是否正確。這樣就可以識別(shbi)出在某種情況下某一控制單元上出現的局部故障。 數據傳輸是否正確，可以通過監控層內的CRC校驗(xio yn)和數來進行校驗(xio yn

19、)。CRC校驗(xio yn)即為循環冗余碼校驗(xio yn)（Cycling Redundancy Check，略作CRC）。 如圖2-38所示，經監控層監控、確認無誤后，已接收到的正確信息會到達相關CAN構件的接收區。圖2-37 確認信息已經妥收圖2-38 監控層對信息進行監控 第37頁/共55頁第三十七頁，共56頁。2）檢查(jinch)信息是否可用（在接收層） CAN構件的接收層判斷該信息是否可用。如果該信息對本控制單元來說是有用(yu yn)的，則舉起接收旗，予以放行，該信息就會進入相應的接收郵箱；如果該信息對本控制單元來說是無用的，則可以拒絕接收。第38頁/共55頁第三十八頁，共

20、56頁。5.沖突(chngt)仲裁 如果多個控制單元同時發送信息，那么數據總線上就必然(brn)會發生數據沖突。為了避免發生這種情況，CAN總線具有沖突仲裁機制。 按照信息(xnx)的重要程度分配優先權，確保優先權高的信息(xnx)能夠優先發送。第39頁/共55頁第三十九頁，共56頁。（1）每個控制單元(dnyun)在發送信息時通過發送標識符來標識信息類別，信息優先權包含在標識符中。（2）所有控制單元都通過(tnggu)各自的RX-線來跟蹤總線上的一舉一動并獲知總線狀態。（3）每個控制單元的發射器都將TX-線和RX-線的狀態一位一位地進行比較（它們可以(ky)不一致）。 圖2-40 避免數據沖

21、突的仲裁過程第40頁/共55頁第四十頁，共56頁。小 結1. CAN是Controller Area Network（ ）的縮寫(suxi)，是國際標準化的串行通信協議。第41頁/共55頁第四十一頁，共56頁。小 結1. CAN是Controller Area Network（控制器局域網）的縮寫(suxi)，是國際標準化的串行通信協議。第42頁/共55頁第四十二頁，共56頁。小 結2. CAN總線(zn xin)的特點：主從通信、多主通信 ？第43頁/共55頁第四十三頁，共56頁。小 結2. CAN總線的特點(tdin)：多主通信。第44頁/共55頁第四十四頁，共56頁。小 結3.CAN總線的基本系統由多個(du )控制單元和 組成。第45頁/共55頁第四十五頁，共56頁。小 結3.CAN總線的基本系統(xtng)由多個控制單元和兩條數據線組成。第46頁/共55頁第四十六頁，共56頁。小 結4.CAN總線系統(xtng)采用雙絞線進行數據傳輸。這兩根導線中，一根稱為CAN- 導線，另一根導線稱為CAN- 導線。第47頁/共55頁第四十七頁，共56頁。小 結4.CAN總線系統采用雙絞線進行(jnxng)數據傳輸。這兩根導線中，一根稱為CAN-High導線，另一根導線稱為C