总线技术及应用.pdf

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1、总线技术及应用技术培训室2014-7目录1CAN总线概述2车载CAN总线3LIN线4K线2目录1CAN总线概述2车载CAN总线3LIN线4K线3一、CAN总线概述1、什么是CAN总线？CAN(ControllerAreaNetwork)总线即控制器局域网络，是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。传递信息具有高性能、高可靠性。1993年CAN成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11

2、519（低速应用），目前应用的CAN器件大多符合CAN2.0规范。一、CAN总线概述2、CAN总线的特点（1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。（2）网络上的节点（信息）分成不同的优先级，以满足不同的实时要求。当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级高的节点优先传输数据。（3）点对点、一点对多点及全局广播的方式接收数据，节点数达110个。（4）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。（5）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最

3、长40m）。（6）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低（7）通信介质可采用双绞线，成本低。（8）节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。一、CAN总线概述3、CAN总线布置、结构CAN总线系统上并联有多个元件。这就要求整个系统的布置满足以下要求：•可靠性高：传输故障（不论是由内部还是外部引起的）应能准确识别出来•使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换•数据密度

4、大：所有控制单元在任一瞬时的信息状态均相同，这样就使得两控制单元之间不会有数据偏差。如果系统的某一处有故障，那么总线上所有连接的元件都会得到通知。•数据传输快：连成网络的各元件之间的数据交换速率必须很快，这样才能满足实时要求。一、CAN总线概述4、CAN总线系统构成CAN总线由CAN收发器、数据传输终CAN收发器CAN收发器端电阻和数据传输线组成。CAN总线收发器:安装在控制器内部数据传输终端电阻，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。数据传输线数据传输终端CAN总线收发器传递

5、数据的线路通过一个开路集电极和总线相连。收发数据使用一个电路控制，因此控制单元在某一时间段只能进行发送或接受数据。CAN总线收发器示意图CAN总线的控制逻辑：逻辑“1”：所有控制器的开关断开；总线电平为5V或3.5V；CAN总线未通讯。逻辑“0”：某一控制器闭合；总线电平为0伏；CAN总线进行通讯。一、CAN总线概述4、CAN总线系统构成数据传输终端电阻：为防止数据在总线终端被反射，产生反射波而使数据遭到破坏，CAN总线两侧终端节点各有一个120Ω的电阻。数据传输线：采用双绞线（CAN-H线和CAN-L线），且两根

6、数据线采用高低电平，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像，可以防止数据干扰。+1V-1V~0外界的干扰同时作用产生的电磁波辐射V于两根导线相互抵消一、CAN总线概述5、CAN总线工作原理发送过程：CAN构件通过RX-线来检查总线是否正在交换别的信息（电平0，有源），必要时会等待，直至总线空闲下来为止；如果总线空闲下来（电平1，无源），发动机信息就会被发送出去。一、CAN总线概述5、CAN总线工作原理接收过程：第一步：检查信息是否正确（监控层）第二步：检查信息是否可用（接收层）一、CAN总线概述5、

7、CAN总线工作原理总线导线上就会出现两种状态：状态1：截止状态，晶体管截止（开关未接合）无源：总线电平=1，电阻高状态0：接通状态，晶体管导通（开关已接合）有源：总线电平=0，电阻低2个以上控制器所组成的Canbus系统当用2个以上的控制器连接在Canbus总线上（如图所示），用逻辑1来表示断开和用逻辑0表示闭合。不考虑其他总线规则情况下，总线会出现下图的情况：1.任何开关闭合，总线上的电压为0伏2.所有开关断开，总线上的电压为5伏一、CAN总线概述基于以上，可以得到：1.只要任何一个控制器激活，则总线激活2.所有

8、控制器关闭，总线处于未激活状态注：激活的总线称为显性电平，未激活的总线电平称为隐性电平CAN数据总线上的信号变化（以CAN驱动数据总线为例）一、CAN总线概述5、CAN总线工作原理收发器内的CAN-High线和CAN-Low线上的信号转换控制单元是通过收发器联接到CAN驱动总线上的，在这个收发器内有一个接收器，该接收器是安装在接收一侧的差动信号放大器。差动信