汽車CAN總線的案例
新能源汽車講解丨CAN總線介紹
【免責聲明】文章為作者個人觀點
基于CAN 總線的汽車空調控制系統開發
摘 要:本文首先對汽車空調控制系統的網絡化進行了研究,參照SAE J1939 協議制定了系統的整套通信協議,并
結合CAN 總線技術要求,設計出了基于CAN 控制器SJA1000 和CAN 收發器PCA82C250 的分布式的汽車空調
控制系統。
1 引 言
隨著汽車工業的高速發展,傳統的手動機械式空調難以滿足乘坐舒適性的需求和提升整車技術含量的要求。本文首先對汽車空調控制系統的網絡化進行研究,結合CAN 總線技術,采用CAN 控制器SJA1000 和收發器PCA82C250 設計了汽車空調系統的各節點,并參照汽車領域中廣泛應用的SAEJ 1939 協議制定了系統通訊協議,在此基礎上完成了基于CAN 總線的汽車空調控制系統的構建。
2 系統總體設計
2.1 汽車空調控制系統網絡化
傳統的汽車空調控制方法是直接控制:簡單功能通過控制開關直接實現,復雜功能由控制器完成。實現汽車空調控制系統的網絡化,就是從根本上改變控制對象和被控信號間的直接控制關系。模塊之間通過總線網絡建立連接并交互數據。在總線網絡
系統中,負責控制信號采集的模塊把采集到的控制信號發送到網絡上;負責執行控制功能的模塊則偵聽總線消息并接收與本模塊相關的數據,最后完成對相關器件的控制功能[1 ] 。
2.1 空調控制系統網絡
圖1 是汽車空調的混合式配氣系統的風道結構，圖[2 ] ,其工作過程如下:車外新鮮空氣+ 車內循環空氣→進入鼓風機→空氣進入蒸發器冷卻→由風門調節部分空氣進入加熱器加熱→進入各風口。
圖1 空調系統結構圖
根據系統結構圖抽象出基于CAN 總線的分布式網絡模型,在此基礎上添加主控節點、顯示節點和溫度采集節點。圖2 為抽象出來的分布式總線網絡模型。
展開 技術 | CAN總線相關知識點歸納
概 述
CAN（Controller Area Network）即控制器局域網，是一種能夠實現分布式實時控制的串行通信網絡。
想到CAN就要想到德國的Bosch公司，因為CAN就是這個公司開發的（和Intel）
CAN有很多優秀的特點，使得它能夠被廣泛的應用。比如：傳輸速度最高到1Mbps，通信距離最遠到10km，無損位仲裁機制，多主結構。
近些年來，CAN控制器價格越來越低，很多MCU也集成了CAN控制器。現在每一輛汽車上都裝有CAN總線。
一個典型的CAN應用場景：
CAN總線標準
CAN總線標準只規定了物理層和數據鏈路層，需要用戶自定義應用層。不同的CAN標準僅物理層不同。
CAN收發器負責邏輯電平和物理信號之間的轉換。
將邏輯信號轉換成物理信號（差分電平），或者將物理信號轉換成邏輯電平。
CAN標準有兩個，即IOS11898和IOS11519，兩者差分電平特性不同。
高低電平幅度低，對應的傳輸速度快；
*雙絞線共模消除干擾，是因為電平同時變化，電壓差不變。
展開 康謀分享 | 從CAN到CAN FD：ADTF在汽車網絡中的應用
隨著汽車電子技術的發展，車輛上配備了越來越多的電子裝置，這些設備多采用點對點的方式通信，這也導致了車內存在龐大的線束。造成汽車制造和安裝的困難并進一步降低汽車的配置空間。因此，汽車總線逐步開始向網絡化方向發展。
在此背景下，CAN（Controller Area Network）總線應運而生，以其高可靠性和靈活性，成為汽車通信系統中不可或缺的一部分，承載著車輛控制、監控和診斷等關鍵任務。
一、技術演進：從CAN到CAN FD
隨著技術的持續發展，傳統的CAN總線在數據傳輸速率和帶寬上逐漸顯現出局限性。具體來說，傳統的CAN總線波特率最大為1Mbit/s，數據幀中有效數據域最大為8個字節。這種設計在早期滿足了車輛控制和監控的需求，但隨著車載系統復雜度的提升，對更高數據傳輸速率和更大數據容量的需求日益迫切。因此，CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）隨之推出。CAN FD在保持CAN優良特性的基礎上，實現了技術上的重大突破：
1、可變數據位速率
CAN FD引入了數據段的波特率可變機制，理論上最高可達15Mbit/s，這一段的波特率可變，而其余部分仍使用原來的CAN速率，從而在保持兼容性的同時大幅提升了數據傳輸速率。
2、擴大的有效數據域
CAN FD將數據幀中有效數據域擴展到64個字節，相比傳統CAN的8個字節，顯著提高了單幀數據的傳輸量，使得通信更加靈活、快速、可靠。
3、新的CRC算法
為了適應更大的數據域和提高錯誤檢測的準確性，CAN FD采用了新的CRC算法，并對填充位規則進行了優化，以減少錯幀漏檢率。
4、新的幀結構
CAN FD在控制場中增加了EDL位、BRS位和ESI位，這些位用于區分CAN報文與CAN FD報文，并確定是否轉換為可變速率。
展開 
汽車電子架構和CAN網絡基礎
PT CAN總線上一般有以下ECU：
BMS ( Battery Management System ) 電池管理系統
ECM ( Engine Control Module ) 發動機控制模塊
EPB ( Electronic Park Brake ) 電子駐車系統
b）CH CAN (Chassis CAN) 底盤控制CAN總線，車輛底盤控制整車轉向、制動等，功能安全等級要求較高。
底盤CAN總線上一般有以下ECU：
ABS ( Antilock Brake System ) 防抱死制動系統
ESP(Electronic Stability Program)車身電子穩定系統
EPS(Electric Power Steering)電子轉向助力系統
c）Body CAN車身控制總線，車身CAN通常連接空調等輔助設備，網絡信號優先級相對上面兩個網絡低。
Body CAN總線上一般有以下ECU：
BCM(Body Control Module) 天窗, 車窗, 霧燈, 轉向燈, 雨刮等
TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 胎壓監控系統
AC ( Air Condition ) 空調
d）Info CAN ( Infomercial CAN ) 娛樂系統總線，通常車載娛樂主機和車輛駕駛座儀表連接在娛樂CAN，因此通訊優先級也是較低。
展開 CAN總線基礎入門總結
CAN總線具有總線仲裁機制，可以組建多主系統。
2. CAN標準
CAN是一個由國際化標準組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業，使用兩根信號總線代替汽車內復雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數據偵錯功能，這些特性使得CAN總線在各種工業場合廣泛使用，包括樓宇自動化、醫療和制造業。
CAN通訊協議ISO-11898：2003標準介紹網絡上的設備間信息是如何傳遞的，以及符合開放系統互聯參考模型（OSI）的哪些分層項。實際通訊是在連接設備的物理介質中進行，物理介質的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結構定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數據鏈路層和物理層，見圖2-1。
圖2-1：ISO 11898標準架構分層
在圖2-1中，應用程序層建立了上層應用特定協議，如CANopenTM協議的通訊鏈路。這個協議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護，詳情可訪問CiA網站：can-cia.de。許多協議是專用的，比如工業自動化、柴油發動機或航空。另外的工業標準例子，是基于CAN的協議的，由KVASER和Rockwell自動化開發的DeviceNetTM。
3. 標準CAN和擴展CAN
CAN通訊協議是一個載波偵聽、基于報文優先級碰撞檢測和仲裁（CSMA/CD+AMP）的多路訪問協議。CSMA的意思是總線上的每一個節點在企圖發送報文前，必須要監聽總線，當總線處于空閑時，才可發送。
展開 高手寫的CAN總線入門總結
CAN標準
CAN是一個由國際化標準組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業，使用兩根信號總線代替汽車內復雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數據偵錯功能，這些特性使得CAN總線在各種工業場合廣泛使用，包括樓宇自動化、醫療和制造業。
CAN通訊協議ISO-11898：2003標準介紹網絡上的設備間信息是如何傳遞的，以及符合開放系統互聯參考模型（OSI）的哪些分層項。實際通訊是在連接設備的物理介質中進行，物理介質的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結構定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數據鏈路層和物理層，見圖2-1。
圖2-1：ISO 11898標準架構分層
在圖2-1中，應用程序層建立了上層應用特定協議，如CANopenTM協議的通訊鏈路。這個協議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護，詳情可訪問CiA網站：can-cia.de。許多協議是專用的，比如工業自動化、柴油發動機或航空。另外的工業標準例子，是基于CAN的協議的，由KVASER和Rockwell自動化開發的DeviceNetTM。
3. 標準CAN和擴展CAN
CAN通訊協議是一個載波偵聽、基于報文優先級碰撞檢測和仲裁（CSMA/CD+AMP）的多路訪問協議。CSMA的意思是總線上的每一個節點在企圖發送報文前，必須要監聽總線，當總線處于空閑時，才可發送。CD+AMP的意思是通過預定編程好的報文優先級逐位仲裁來解決碰撞，報文優先級位于每個報文的標識域。更高級別優先級標識的報文總是能獲得總線訪問權，即：標識符中最后保持邏輯高電平的會繼續傳輸，因為它具有更高優先級。
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簡介
CAN總線由德國BOSCH公司開發，最高速率可達到1Mbps。CAN的容錯能力特別強，CAN控制器內建了強大的檢錯和處理機制。另外不同于傳統的網絡（比如USB或者以太網），CAN節點與節點之間不會傳輸大數據塊，一幀CAN消息最多傳輸8字節用戶數據，采用短數據包也可以使得系統獲得更好的穩定性。CAN總線具有總線仲裁機制，可以組建多主系統。
2. CAN標準
CAN是一個由國際化標準組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業，使用兩根信號總線代替汽車內復雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數據偵錯功能，這些特性使得CAN總線在各種工業場合廣泛使用，包括樓宇自動化、醫療和制造業。
CAN通訊協議ISO-11898：2003標準介紹網絡上的設備間信息是如何傳遞的，以及符合開放系統互聯參考模型（OSI）的哪些分層項。實際通訊是在連接設備的物理介質中進行，物理介質的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結構定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數據鏈路層和物理層，見圖2-1。
圖2-1：ISO 11898標準架構分層
在圖2-1中，應用程序層建立了上層應用特定協議，如CANopenTM協議的通訊鏈路。這個協議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護，詳情可訪問CiA網站：can-cia.de。許多協議是專用的，比如工業自動化、柴油發動機或航空。另外的工業標準例子，是基于CAN的協議的，由KVASER和Rockwell自動化開發的DeviceNetTM。
3. 標準CAN和擴展CAN
CAN通訊協議是一個載波偵聽、基于報文優先級碰撞檢測和仲裁（CSMA/CD+AMP）的多路訪問協議。
展開 初識CAN總線系統
初識CAN總線系統
初識CAN總線系統
初識CAN總線系統
談談CAN總線對線束設計的要求及內在機理
散漫說，我們線束工程師在日常工作中經常與CAN打交道。較為常見的問題是CAN線中的線束長度該如何規劃，雙絞線，SP點該如何定義等。分享某大神為公司寫的CAN的入門文章，讀完必有收獲，以下為正文。
CAN協議是串行協議，能夠有效地支持具有高安全等級的分布實時系統。CAN多年來作為車身控制的主干網已經形成了從IC設計到軟件開發和測試驗證的完整產業鏈。
1. 簡介
CAN總線由德國BOSCH公司開發，最高速率可達到1Mbps。CAN的容錯能力特別強，CAN控制器內建了強大的檢錯和處理機制。另外不同于傳統的網絡（比如USB或者以太網），CAN節點與節點之間不會傳輸大數據塊，一幀CAN消息最多傳輸8字節用戶數據，采用短數據包也可以使得系統獲得更好的穩定性。CAN總線具有總線仲裁機制，可以組建多主系統。
2. CAN標準
CAN是一個由國際化標準組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業，使用兩根信號總線代替汽車內復雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數據偵錯功能，這些特性使得CAN總線在各種工業場合廣泛使用，包括樓宇自動化、醫療和制造業。
CAN通訊協議ISO-11898：2003標準介紹網絡上的設備間信息是如何傳遞的，以及符合開放系統互聯參考模型（OSI）的哪些分層項。實際通訊是在連接設備的物理介質中進行，物理介質的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結構定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數據鏈路層和物理層，見圖2-1。
圖2-1：ISO 11898標準架構分層
在圖2-1中，應用程序層建立了上層應用特定協議，如CANopenTM協議的通訊鏈路。這個協議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護，詳情可訪問CiA網站：can-cia.de。許多協議是專用的，比如工業自動化、柴油發動機或航空。
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一文搞懂CAN總線的AUTOSAR網絡管理
以上就是CAN總線AUTOSAR網絡管理的內容分享。
CAN總線的終端電阻為什么常用120Ω？
CAN總線終端電阻，一般來說都是120歐姆，實際上在設計的時候，也是兩個60歐姆的電阻串起來，而總線上一般有兩個120Ω的節點，基本上稍微知道點CAN總線的人都知道這個道理。
但是作為學渣的我，知道這個是在各種標準以及各種數據手冊和應用筆記里面常用的電阻值，但是這兩個終端電阻的具體作用是什么呢？之前就知道阻抗匹配，但是究竟匹配的是什么呢？
然后我在網上找了一些資料，半寫半整理的總結了下面的這些知識點。知道終端電阻的作用，對于日常工作中波形不穩定等問題，也能更快的找到問題的原因。
終端電阻的作用
CAN總線終端電阻的作用有3個：
1、提高抗干擾能力，讓高頻低能量的信號迅速走掉
2、確保總線快速進入隱性狀態，讓寄生電容的能量更快走掉；
3、提高信號質量，放置在總線的兩端，讓反射能量降低。
一、提高抗干擾能力
CAN總線有“顯性”和“隱性”兩種狀態，“顯性”代表“0”，“隱性”代表“1”，由CAN收發器決定。下圖是一個CAN收發器的典型內部結構圖，CANH、CANL連接總線。
總線顯性時，收發器內部Q1、Q2導通，CANH、CANL之間產生壓差；隱性時，Q1、Q2截止，CANH、CANL處于無源狀態，壓差為0。
總線若無負載，隱性時差分電阻阻值很大，內部的MOS管屬于高阻態，外部的干擾只需要極小的能量即可令總線進入顯性（一般的收發器顯性門限最小電壓僅500mV）。這個時候如果有差模干擾過來，總線上就會有明顯的波動，而這些波動沒有地方能夠吸收掉他們，就會在總線上創造一個顯性位出來。所以為提升總線隱性時的抗干擾能力，可以增加一個差分負載電阻，且阻值盡可能小，以杜絕大部分噪聲能量的影響。
展開 Kvaser—靈活多變的CAN總線接口方案
今天我們脫離開具體的應用場景，回到基礎的CAN總線上面來，無論我們從事的是智能駕駛相關的工作還是空調系統的開發，還是在實驗室內進行的各種功能模塊開發，CAN總線是在行業內不可避免的通信模式。
為什么要講講CAN總線？
自從上世紀80年代提出CAN總線以來，CAN總線歷經了將近40年的發展，已經進入了工業領域的方方面面。在開發應用基于CAN總線的產品時，不可避免的要用到CAN總線與計算機的接口。
回想一下，從學校的實驗室到現在的企業公司，作為汽車行業的一員，我們是多么頻繁的接觸CAN總線，很多時候我們的應用場景僅僅是要在CAN總線上收發數據，畢竟，專業做CAN總線的網絡設計和測試，只是一小部分相關的工作。而又有多少次，你發現你的電腦上面遍布的各種接口，并沒有一個叫做CAN接口。
情況好的時候，你會發現周圍的同事剛好有合適的設備，而且他剛好沒有在用。情況不好的時候，你會發現他也和你一樣在四下里尋找。
于是作為工程師的你，向老板申請要買一個設備，只有這樣你才能工作；而作為老板的你，卻發現要為每一位工程師花費成本才能實現他需要的功能。但是，為什么不能讓工程師和老板開心呢？
所以，今天我們就在這里給大家介紹在CAN接口領域的解決方案-Kvaser。
Why Kvaser
看到今天我們只會介紹CAN接口卡相關的產品，很多在用其他的接口工具的工程師們應該會問，為什么要用kvaser呢？我們現在在用這個產品、那個產品感覺挺好的呀。
是的，簡單從功能上講Kvaser的產品主要實現的是總線和計算機的接口。
展開 CAN總線的終端電阻一定要120Ω嗎？
采用兩根汽車使用的典型線纜，將它們扭制成雙絞線，就可根據上述方法得到特征阻抗大約為120Ω，這也是CAN標準推薦的終端電阻阻值，所以這個120Ω是測出來的，不是算出來的，都是根據實際的線束特性進行計算得到的。當然在ISO 11898-2這個標準里面也是有定義的。
為什么功率還要選0.25W？
這個就要結合一些故障狀態來計算，汽車ECU的所有接口都需要考慮短路到電源和短路到地的情況，所以我們也需要考慮CAN總線的節點短路到電源的情況，根據標準需要考慮短路到18V的情況，假設CANH短路到18V，電流會通過終端電阻流到CANL上，而CANL內部由于限流的原因，最大注入電流為50mA（TJA1145的規格書上標注），這時候120Ω電阻的功率就是50mA*50mA*120Ω=0.3W。考慮到高溫情況下的降額，終端電阻的功率就是0.5W。
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