CAN总线详解

这篇文章给大家聊聊关于CAN总线详解，以及对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站哦。

图1 CB311 CAN总线总体结构

1.CAN控制器

CAN控制器集成在电子控制单元内部并接收来自控制单元的微处理器的数据。 CAN控制器处理这些数据并将其传递给CAN收发器；同样，CAN控制器也接收来自收发器的数据，处理后传递给控制单元微处理器。

2.CAH收发器

CAN收发器集成在电控单元内部，具有接收、发送和转换数据信号的功能。它将CAN控制器发送的电平信号数据转换为电压信号，并通过数据传输线以广播的方式发送出去。同时接收数据传输线送来的电压信号，并将电压信号转换为电平信号数据，然后发送给CAN控制器。

3、数据传输线

为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，绞合长度为20mm，截面积为0.5m。这两根线称为CAN-高线(CAN-H) 和CAN-低线(CAN-L)。 ），如图2所示。两根线上传输的数据是相同的，电压值互为镜像。这样，两根导线之间的电压差保持恒定值，产生的电磁场效应也会因极性相反而相互抵消。通过这种方法，可以保护数据传输线免受外界辐射的干扰；同时，向外辐射时，实际上保持中性（即没有辐射）。

4、数据传输终端

数据传输端是一个电阻，防止数据在传输结束时被反射回来而破坏数据。一般数据传输端是120电阻。 CB311的数据传输端子是两个1202电阻，分别集成在BCU和仪表盘中。

汽车CAN总线数据传输系统的组成及工作原理

现代汽车的电子控制单元主要包括主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、防抱死制动控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅所有这些子控制系统连接在一起，形成一个实时控制系统，即命令发出后，必须在一定时间内做出响应，否则可能会发生重大事故。汽车上的CAN通信网络具有较高的波特率设置，另外，汽车在实际运行过程中，很多节点之间需要交换大量的实时数据。信息管理配置稍有不当，很容易使总线过载，导致系统的实时响应速度下降，这在实时系统中是不允许的，因此各个节点的实际性能就差了。汽车受到损害。经过分析，根据各节点的实时性要求，设计了高、中、低速三种不同速率的CAN通信网络。将实时性要求严格的节点组成高速CAN通信网络，其他实时性要求相对较小。低速节点组成中速CAN通信网络，其余实时性要求不太严格的节点组成低速CAN通信网络，并设置网关将这三个不同速度的通信网络连接起来实现所有节点之间的通信。数据共享。

汽车CAN总线故障的原因

CAN总线系统具有CAN控制器、信息收发器、两个数据传输端子和两条数据传输总线。除了数据总线之外，每个控制单元内部还放置了其他组件。 CAN总线系统故障原因分析一般包括以下三类：

1、汽车供电系统引起的故障：汽车电子控制模块的工作电压一般为10.5-15.0V。如果汽车供电系统提供的工作电压异常，部分电子控制模块会暂时工作异常。这会导致整个汽车CAN总线系统通讯不良。

2、汽车CAN总线系统的链路故障：当通讯线路出现短路、断路或线路物理特性变化导致通讯信号衰减或失真时，会导致多个电子控制单元发生故障。工作异常，使CAN总线系统无法工作。

3、汽车CAN总线系统中的节点故障：汽车CAN总线系统中的节点是电子控制模块，因此节点故障就是电子控制模块的故障。包括软件故障，即传输协议或软件程序存在缺陷或冲突，导致汽车CAN总线系统通信混乱或无法工作。此类故障一般是批量发生的；硬件故障一般是电控模块芯片或集成电路的故障。从而导致汽车CAN总线系统无法正常工作。

用万用表测量诊断CAN总线的方法详解

系统概述：

该指令用于检查总线连接上的CAN高速和CAN低速信号电平是否正确。

检测提示：

电压检测（示波器）：电压检测的前提是电池已连接且点火开关已打开。

电阻测量：测量电阻时，测量前必须将被测元件断电。为此，请断开车辆电池。等待大约3 分钟，直到系统中的所有电容器都放电完毕。

数据总线K-CAN（车身CAN）、PT-CAN（动力总成CAN）和F-CAN（底盘CAN）之间的区别：

K-CAN：数据传输速率约为100 kBit/s。单线操作是可能的。

PT-CAN：数据传输速率约为500 kBit/s。单线操作是不可能的。

F-CAN：数据传输速率约为500 kBits/s。无法单行运行

主控单元

主控单元是通信主动方，通信的主动权由其发出。主控制单元拥有总线并控制通信。主控制单元可以向总线系统中的被动总线用户（辅助控制单元）发送信息，并根据被动用户的请求接收信息。

二次控制单元

辅助控制单元是被动通信用户。辅助控制单元需要接收和发送数据。

多主控单元系统

在多主控制单元系统中，所有通信用户都可以在某个时间承担主控制单元或从控制单元的角色。

示波器测量

为了了解CAN总线是否正常工作，必须观察总线上的通讯情况。这种情况下不需要分析各个位，只需观察CAN总线是否工作即可。示波器测量记录：“CAN 总线很可能无故障运行”。

如果使用示波器测量CAN 低线（或CAN 高线）与地之间的电压，您将获得在以下电压限制内的准矩形波信号：

K-CAN：

CAN Low（低速）接地：U min=1 V，U max=5 V

CAN 高电平接地：U 最小值=0 V，U 最大值=4 V

这些值是近似值，根据总线上的负载，可能会有几百毫伏的变化

测量K-CAN：CH1 CAN 低，CH2 CAN 高

如果使用示波器测量CAN 低线（或CAN 高线）与地之间的电压，您将获得在以下电压限制内的准矩形波信号：

PT-CAN 和F-CAN：

CAN Low（低速）接地：U min=1.5 V，U max=2.5 V

CAN 高电平对地：U 最小值=2.5 V，U 最大值=3.5 V

测量PT-CAN：CH1 CAN 低，CH2 CAN 高

总线侧测量

测量前提：

CAN 总线必须断电。

不允许使用其他测量仪器（并行测量仪器）。

测量在CAN-Low 导线和CAN-High 导线之间进行。

实际值允许与标准值有几个欧姆的偏差。

K-CAN：

由于电阻根据控制单元内部的开关逻辑而变化，因此无法在K-CAN 总线上进行指定的电阻测量！

PT-CAN、F-CAN：

为了避免信号反射，请将120 终端电阻连接到2 个CAN 总线用户（PT-CAN 网络中最远的用户）中的每一个。两个终端电阻并联，形成60的等效电阻。关闭电源电压后，可以测量数据线之间的等效电阻。此外，可以单独测量各个电阻器。

使用60 等效电阻进行测量时的注意事项：从总线上断开可拆卸控制单元。然后测量插头上CAN-Low 线和CAN-High 线之间的电阻。

提示：

并非所有车辆的CAN 总线上都有终端电阻。您可以根据对应的电路图检查所连接的车辆是否安装了终端电阻。

CAN总线故障

当K-CAN 或PT-CAN 数据总线出现故障时，CAN-Low 或CAN-High 线上可能存在短路或断路。或者控制单元损坏。

为了查找故障原因，建议执行以下工作步骤：

依次从CAN 总线上拔下总线用户的插头，直至找到故障原因（=控制单元X）。

检查控制单元X 的电线是否存在短路或断路。

如果可能，测试控制单元X。

用户评论

熟悉看不清

看了这篇文章后终于明白CAN总线是怎么工作的了！以前总是觉得很复杂，现在感觉起来竟然还挺简单的。作者解释得很清晰，还配有图片演示，真的很有用!

    有6位网友表示赞同！

如梦初醒

这篇博文讲得真不错! 给我加深了对CAN总线的认识，之前只是听说过这个概念，没怎么深入了解过。我正在从事汽车电子方面的开发工作，以后肯定可以用到。

    有20位网友表示赞同！

回忆未来

我觉得标题有点吸引人，但文章内容感觉还是稍微浅了一点儿，对于更深入的知识描述和分析可以再丰富一些，比如帧格式细节的解释等等。

    有20位网友表示赞同！

葵雨

对CAN总线理解不是一蹴而就的，需要不断学习和实践。感谢作者分享这篇文章，让我能进一步了解CAN总线的工作原理和应用场景。

    有12位网友表示赞同！

水波映月

其实汽车行业在用的不仅仅是CAN总线，还有其他的总线协议。不过这篇博文介绍了CAN的基本原理，还是非常有价值的!

    有11位网友表示赞同！

冷青裳

我觉得文章写的太基础了，没有深入探讨 CAN总线的一些复杂问题，比如如何解决冲突等。对于想要更深入了解 的读者来说可能不够全面。

    有7位网友表示赞同！

念旧情i

我一直在学习嵌入式开发，CAN总线是其中重要的一个模块。这篇博文介绍的很清晰，帮助我更好理解了CAN的帧格式和数据传输机制。

    有13位网友表示赞同！

花海

这篇文章让我明白了为什么CAN总线一直以来都是汽车行业的首选协议，它的可靠性、实时性和成本效益都非常出色！

    有16位网友表示赞同！

一笑抵千言

对于小白来说，这篇博文简直太棒了！用通俗的语言解释复杂的概念，而且还配有详细的图示，非常容易理解。

    有15位网友表示赞同！

麝香味

可以考虑增加一些实际应用案例，这样更能让读者对CAN总线有了更直观的认识。

    有5位网友表示赞同！

摩天轮的依恋

我从事自动化领域工作，在工业控制系统中也经常用到CAN总线。这篇博文介绍了一些基本的知识点，但对于更高层次的协议设计和应用，还可以再深入一些。

    有14位网友表示赞同！

ゞ香草可樂ゞ草莓布丁

其实有很多开源的CAN工具可以用来分析和测试 CAN 总线通信，建议作者能够分享一些实战经验和常用工具介绍。

    有10位网友表示赞同！

ヅ她的身影若隐若现

总体来说，这篇博文还是蛮有用的，对于初学者了解CAN总线是一个不错的入门文章。希望作者能够继续更新更多深度文章，为读者带来更丰富的知识!

    有18位网友表示赞同！

无关风月

这个标题读起来感觉有点吓人，其实内容并没有想象的那样复杂…

    有7位网友表示赞同！

忘故

希望能提供更多关于不同类型的CAN 总线的介绍和比较，比如 CAN FD 和 CANopen 等。

    有8位网友表示赞同！

我的黑色迷你裙

作者的解释很清晰易懂，让人很容易理解CAN总线的概念。但对于编程实战部分，感觉稍微欠缺了一些内容，希望以后可以补充相关代码示例和案例分析

    有11位网友表示赞同！

煮酒

其实CAN总线并不是一个新的技术了，早在许多年前就已广泛应用于汽车行业。作者可以多介绍一些历史背景，这样更有层次感！

    有7位网友表示赞同！

无所谓

这篇文章对我在学习CAN总线的过程中很有帮助，尤其是对于帧格式和数据传输机制的描述，让我有了更深入的理解！

    有17位网友表示赞同！

坠入深海i

我觉得文章篇幅有点短，希望能再详细一些，比如介绍更多的 CAN总线应用场景和案例分析

    有18位网友表示赞同！