CAN總線的案例
Kvaser—靈活多變的CAN總線接口方案
今天我們脫離開(kāi)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，回到基礎(chǔ)的CAN總線上面來(lái)，無(wú)論我們從事的是智能駕駛相關(guān)的工作還是空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，還是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的各種功能模塊開(kāi)發(fā)，CAN總線是在行業(yè)內(nèi)不可避免的通信模式。
為什么要講講CAN總線？
自從上世紀(jì)80年代提出CAN總線以來(lái)，CAN總線歷經(jīng)了將近40年的發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入了工業(yè)領(lǐng)域的方方面面。在開(kāi)發(fā)應(yīng)用基于CAN總線的產(chǎn)品時(shí)，不可避免的要用到CAN總線與計(jì)算機(jī)的接口。
回想一下，從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)在的企業(yè)公司，作為汽車行業(yè)的一員，我們是多么頻繁的接觸CAN總線，很多時(shí)候我們的應(yīng)用場(chǎng)景僅僅是要在CAN總線上收發(fā)數(shù)據(jù)，畢竟，專業(yè)做CAN總線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和測(cè)試，只是一小部分相關(guān)的工作。而又有多少次，你發(fā)現(xiàn)你的電腦上面遍布的各種接口，并沒(méi)有一個(gè)叫做CAN接口。
情況好的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)周圍的同事剛好有合適的設(shè)備，而且他剛好沒(méi)有在用。情況不好的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)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(qǐng)要買一個(gè)設(shè)備，只有這樣你才能工作；而作為老板的你，卻發(fā)現(xiàn)要為每一位工程師花費(fèi)成本才能實(shí)現(xiàn)他需要的功能。但是，為什么不能讓工程師和老板開(kāi)心呢？
所以，今天我們就在這里給大家介紹在CAN接口領(lǐng)域的解決方案-Kvaser。
Why Kvaser
看到今天我們只會(huì)介紹CAN接口卡相關(guān)的產(chǎn)品，很多在用其他的接口工具的工程師們應(yīng)該會(huì)問(wèn)，為什么要用kvaser呢？我們現(xiàn)在在用這個(gè)產(chǎn)品、那個(gè)產(chǎn)品感覺(jué)挺好的呀。
是的，簡(jiǎn)單從功能上講Kvaser的產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)的是總線和計(jì)算機(jī)的接口。
展開(kāi) 談?wù)?em>CAN總線對(duì)線束設(shè)計(jì)的要求及內(nèi)在機(jī)理
總線短路保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)
總線短路保護(hù)是指總線與電源或地短路后，CAN收發(fā)器不會(huì)損壞，短路故障解除后，CAN收發(fā)器能繼續(xù)工作。這個(gè)特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時(shí)對(duì)收發(fā)器提供保護(hù)。
熱關(guān)斷電路用于幫助CAN收發(fā)器防御因短路產(chǎn)生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關(guān)斷電路，設(shè)備會(huì)進(jìn)入關(guān)斷模式。當(dāng)設(shè)備冷卻到正常操作溫度時(shí)，設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
本公司使用的PCA82C251收發(fā)器具有短路保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)。短路保護(hù)允許總線與24V電源短接。
21. 電流隔離
遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸可能會(huì)有較大的地電勢(shì)差、地環(huán)流等問(wèn)題，會(huì)在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器容忍的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會(huì)不正常。
解決這些問(wèn)題的一個(gè)方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如圖21-1所示，本公司CAN接口電路也采用了電流隔離處理。
圖21-1：遠(yuǎn)距離通訊電流隔離電路示意圖
22. CAN接口電路與RS485接口電路
CAN總線和RS485總線都是采用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，它們?cè)?em>總線拓?fù)洹⒔K端匹配、信號(hào)衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關(guān)系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性，在接口設(shè)計(jì)中，不能照抄RS485接口電路。
CAN總線對(duì)信號(hào)延遲敏感，因此信號(hào)隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號(hào)延遲。公司大量使用的TLP521光耦因?yàn)檠舆t時(shí)間過(guò)大（微秒級(jí)）不可以用于CAN接口電路。
CAN總線對(duì)電容敏感，在設(shè)計(jì)CAN接口電路時(shí)，需要使用CAN專用共模電感、專業(yè)ESD器件；需要根據(jù)應(yīng)用的最大波特率和通訊距離，來(lái)決定是否在CAN總線上增加濾波電容以及濾波電容的大小。
展開(kāi) 高手寫的CAN總線入門總結(jié)
CAN接口電路與RS485接口電路
CAN總線和RS485總線都是采用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，它們?cè)?em>總線拓?fù)?、終端匹配、信號(hào)衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關(guān)系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性，在接口設(shè)計(jì)中，不能照抄RS485接口電路。
CAN總線對(duì)信號(hào)延遲敏感，因此信號(hào)隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號(hào)延遲。公司大量使用的TLP521光耦因?yàn)檠舆t時(shí)間過(guò)大（微秒級(jí)）不可以用于CAN接口電路。
CAN總線對(duì)電容敏感，在設(shè)計(jì)CAN接口電路時(shí)，需要使用CAN專用共模電感、專業(yè)ESD器件；需要根據(jù)應(yīng)用的最大波特率和通訊距離，來(lái)決定是否在CAN總線上增加濾波電容以及濾波電容的大小。
展開(kāi) CAN總線基礎(chǔ)入門總結(jié)
簡(jiǎn)介
CAN總線由德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)，最高速率可達(dá)到1Mbps。CAN的容錯(cuò)能力特別強(qiáng)，CAN控制器內(nèi)建了強(qiáng)大的檢錯(cuò)和處理機(jī)制。另外不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)（比如USB或者以太網(wǎng)），CAN節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)傳輸大數(shù)據(jù)塊，一幀CAN消息最多傳輸8字節(jié)用戶數(shù)據(jù)，采用短數(shù)據(jù)包也可以使得系統(tǒng)獲得更好的穩(wěn)定性。CAN總線具有總線仲裁機(jī)制，可以組建多主系統(tǒng)。
2. CAN標(biāo)準(zhǔn)
CAN是一個(gè)由國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業(yè)，使用兩根信號(hào)總線代替汽車內(nèi)復(fù)雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數(shù)據(jù)偵錯(cuò)功能，這些特性使得CAN總線在各種工業(yè)場(chǎng)合廣泛使用，包括樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療和制造業(yè)。
CAN通訊協(xié)議ISO-11898：2003標(biāo)準(zhǔn)介紹網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備間信息是如何傳遞的，以及符合開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI）的哪些分層項(xiàng)。實(shí)際通訊是在連接設(shè)備的物理介質(zhì)中進(jìn)行，物理介質(zhì)的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結(jié)構(gòu)定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，見(jiàn)圖2-1。
圖2-1：ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)分層
在圖2-1中，應(yīng)用程序?qū)咏⒘松蠈討?yīng)用特定協(xié)議，如CANopenTM協(xié)議的通訊鏈路。這個(gè)協(xié)議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護(hù)，詳情可訪問(wèn)CiA網(wǎng)站：can-cia.de。許多協(xié)議是專用的，比如工業(yè)自動(dòng)化、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或航空。
展開(kāi) 
高手寫的CAN總線入門總結(jié)
CAN總線對(duì)信號(hào)延遲敏感，因此信號(hào)隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號(hào)延遲。公司大量使用的TLP521光耦因?yàn)檠舆t時(shí)間過(guò)大（微秒級(jí)）不可以用于CAN接口電路。
CAN總線對(duì)電容敏感，在設(shè)計(jì)CAN接口電路時(shí)，需要使用CAN專用共模電感、專業(yè)ESD器件；需要根據(jù)應(yīng)用的最大波特率和通訊距離，來(lái)決定是否在CAN總線上增加濾波電容以及濾波電容的大小。
干貨 | 多年經(jīng)驗(yàn)工程師總結(jié)CAN總線入門知識(shí)
01
簡(jiǎn)介
CAN總線由德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)，最高速率可達(dá)到1Mbps。CAN的容錯(cuò)能力特別強(qiáng)，CAN控制器內(nèi)建了強(qiáng)大的檢錯(cuò)和處理機(jī)制。另外不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)（比如USB或者以太網(wǎng)），CAN節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)傳輸大數(shù)據(jù)塊，一幀CAN消息最多傳輸8字節(jié)用戶數(shù)據(jù)，采用短數(shù)據(jù)包也可以使得系統(tǒng)獲得更好的穩(wěn)定性。CAN總線具有總線仲裁機(jī)制，可以組建多主系統(tǒng)。
02
CAN標(biāo)準(zhǔn)
CAN是一個(gè)由國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織定義的串行通訊總線。最初是用于汽車工業(yè)，使用兩根信號(hào)總線代替汽車內(nèi)復(fù)雜的走線。CAN總線具有高抗干擾性、自診斷和數(shù)據(jù)偵錯(cuò)功能，這些特性使得CAN總線在各種工業(yè)場(chǎng)合廣泛使用，包括樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療和制造業(yè)。
CAN通訊協(xié)議ISO-11898：2003標(biāo)準(zhǔn)介紹網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備間信息是如何傳遞的，以及符合開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI）的哪些分層項(xiàng)。實(shí)際通訊是在連接設(shè)備的物理介質(zhì)中進(jìn)行，物理介質(zhì)的特性由模型中的物理層定義。ISO11898體系結(jié)構(gòu)定義七層，OSI模型中的最低兩層作為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，見(jiàn)圖2-1。
圖2-1：ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)分層
在圖2-1中，應(yīng)用程序?qū)咏⒘松蠈討?yīng)用特定協(xié)議，如CANopenTM協(xié)議的通訊鏈路。這個(gè)協(xié)議由全世界的用戶和廠商組織、CiA維護(hù)，詳情可訪問(wèn)CiA網(wǎng)站：can-cia.de。許多協(xié)議是專用的，比如工業(yè)自動(dòng)化、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或航空。
展開(kāi) CAN總線的終端電阻為什么常用120Ω？
CAN總線終端電阻，一般來(lái)說(shuō)都是120歐姆，實(shí)際上在設(shè)計(jì)的時(shí)候，也是兩個(gè)60歐姆的電阻串起來(lái)，而總線上一般有兩個(gè)120Ω的節(jié)點(diǎn)，基本上稍微知道點(diǎn)CAN總線的人都知道這個(gè)道理。
但是作為學(xué)渣的我，知道這個(gè)是在各種標(biāo)準(zhǔn)以及各種數(shù)據(jù)手冊(cè)和應(yīng)用筆記里面常用的電阻值，但是這兩個(gè)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(wǎng)上找了一些資料，半寫半整理的總結(jié)了下面的這些知識(shí)點(diǎn)。知道終端電阻的作用，對(duì)于日常工作中波形不穩(wěn)定等問(wèn)題，也能更快的找到問(wèn)題的原因。
終端電阻的作用
CAN總線終端電阻的作用有3個(gè)：
1、提高抗干擾能力，讓高頻低能量的信號(hào)迅速走掉
2、確保總線快速進(jìn)入隱性狀態(tài)，讓寄生電容的能量更快走掉；
3、提高信號(hào)質(zhì)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(tài)，“顯性”代表“0”，“隱性”代表“1”，由CAN收發(fā)器決定。下圖是一個(gè)CAN收發(fā)器的典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，CANH、CANL連接總線。
總線顯性時(shí)，收發(fā)器內(nèi)部Q1、Q2導(dǎo)通，CANH、CANL之間產(chǎn)生壓差；隱性時(shí)，Q1、Q2截止，CANH、CANL處于無(wú)源狀態(tài)，壓差為0。
總線若無(wú)負(fù)載，隱性時(shí)差分電阻阻值很大，內(nèi)部的MOS管屬于高阻態(tài)，外部的干擾只需要極小的能量即可令總線進(jìn)入顯性（一般的收發(fā)器顯性門限最小電壓僅500mV）。這個(gè)時(shí)候如果有差模干擾過(guò)來(lái)，總線上就會(huì)有明顯的波動(dòng)，而這些波動(dòng)沒(méi)有地方能夠吸收掉他們，就會(huì)在總線上創(chuàng)造一個(gè)顯性位出來(lái)。所以為提升總線隱性時(shí)的抗干擾能力，可以增加一個(gè)差分負(fù)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(kāi) 技術(shù) | CAN總線相關(guān)知識(shí)點(diǎn)歸納
物理層
CAN有三種接口器件
多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，只要有一個(gè)為低電平，總線就為低電平，只有所有節(jié)點(diǎn)輸出高電平時(shí)，才為高電平。所謂"線與"。
CAN總線有5個(gè)連續(xù)相同位后，就插入一個(gè)相反位，產(chǎn)生跳變沿，用于同步。從而消除累積誤差。
和485、232一樣，CAN的傳輸速度與距離成反比。
CAN總線，終端電阻的接法：
為什么是120Ω，因?yàn)殡娎|的特性阻抗為120Ω，為了模擬無(wú)限遠(yuǎn)的傳輸線。
數(shù)據(jù)鏈路層
CAN總線傳輸?shù)氖?em>CAN幀，CAN的通信幀分成五種，分別為數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀、過(guò)載幀和幀間隔。
數(shù)據(jù)幀用來(lái)節(jié)點(diǎn)之間收發(fā)數(shù)據(jù)，是使用最多的幀類型；遠(yuǎn)程幀用來(lái)接收節(jié)點(diǎn)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；錯(cuò)誤幀是某節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)幀錯(cuò)誤時(shí)用來(lái)向其他節(jié)點(diǎn)通知的幀；過(guò)載幀是接收節(jié)點(diǎn)用來(lái)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)告知自身接收能力的幀；用于將數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀與前面幀隔離的幀。
數(shù)據(jù)幀根據(jù)仲裁段長(zhǎng)度不同分為標(biāo)準(zhǔn)幀（2.0A）和擴(kuò)展幀（2.0B）。
幀起始
幀起始由一個(gè)顯性位（低電平）組成，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送幀起始，其他節(jié)點(diǎn)同步于幀起始；
幀結(jié)束由7個(gè)隱形位（高電平）組成。
仲裁段
CAN總線是如何解決多點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題？
由仲裁段給出答案。
展開(kāi) CAN總線的終端電阻為什么常用120Ω
CAN總線終端電阻，一般來(lái)說(shuō)都是120歐姆，實(shí)際上在設(shè)計(jì)的時(shí)候，也是兩個(gè)60歐姆的電阻串起來(lái)，而總線上一般有兩個(gè)120Ω的節(jié)點(diǎn)，基本上稍微知道點(diǎn)CAN總線的人都知道這個(gè)道理。
但是作為學(xué)渣的我，知道這個(gè)是在各種標(biāo)準(zhǔn)以及各種數(shù)據(jù)手冊(cè)和應(yīng)用筆記里面常用的電阻值，但是這兩個(gè)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？
然后我就上知乎遨游了一下，半抄半寫的總結(jié)了下面的這些知識(shí)點(diǎn)。知道終端電阻的作用，對(duì)于日常工作中波形不穩(wěn)定等問(wèn)題，也能更快的找到問(wèn)題的原因。
終端電阻的作用
CAN總線終端電阻的作用有3個(gè)：
1、提高抗干擾能力，讓高頻低能量的信號(hào)迅速走掉
2、確保總線快速進(jìn)入隱性狀態(tài)，讓寄生電容的能量更快走掉；
3、提高信號(hào)質(zhì)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(tài)，“顯性”代表“0”，“隱性”代表“1”，由CAN收發(fā)器決定。下圖是一個(gè)CAN收發(fā)器的典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，CANH、CANL連接總線。
總線顯性時(shí)，收發(fā)器內(nèi)部Q1、Q2導(dǎo)通，CANH、CANL之間產(chǎn)生壓差；隱性時(shí)，Q1、Q2截止，CANH、CANL處于無(wú)源狀態(tài)，壓差為0。
總線若無(wú)負(fù)載，隱性時(shí)差分電阻阻值很大，內(nèi)部的MOS管屬于高阻態(tài)，外部的干擾只需要極小的能量即可令總線進(jìn)入顯性（一般的收發(fā)器顯性門限最小電壓僅500mV）。
展開(kāi) 還在找CAN總線入門教程? 看這一篇就夠啦！
大家好，我是小麥
最近在調(diào)試一個(gè)CAN總線的設(shè)備遇到一些問(wèn)題，簡(jiǎn)單總結(jié)一下。本文會(huì)對(duì)CAN總線進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，CAN的硬件鏈路層，協(xié)議層，以及調(diào)試的一些心得。
目錄
什么是CAN總線？
物理層
差分信號(hào)
連接方式
CAN節(jié)點(diǎn)
CAN協(xié)議
如何尋址？
幀類型
數(shù)據(jù)幀
遠(yuǎn)程幀
錯(cuò)誤幀
過(guò)載幀
消息時(shí)序以及同步
位時(shí)序
波特率
消息過(guò)濾器
如何配置？
總結(jié)
參考
什么是CAN總線？
Controller Area Network，簡(jiǎn)稱CAN或者CAN bus) 是一種功能豐富的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，最早的CAN控制芯片在奔馳車上應(yīng)用并量產(chǎn)，因?yàn)橹С侄嘀鳈C(jī)，多從機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，所以一輛車所有控制器，傳感器，電子設(shè)備直接的通信只需要兩條線就夠了，大大優(yōu)化了整車的布線。
展開(kāi) CAN總線的終端電阻一定要120Ω嗎？
CAN總線終端電阻，一般來(lái)說(shuō)都是120歐姆，實(shí)際上在設(shè)計(jì)的時(shí)候，也是兩個(gè)60歐姆的電阻串起來(lái)，而總線上一般有兩個(gè)120Ω的節(jié)點(diǎn)，基本上稍微知道點(diǎn)CAN總線的人都知道這個(gè)道理。
但是作為學(xué)渣的筆者，知道這個(gè)是在各種標(biāo)準(zhǔn)以及各種數(shù)據(jù)手冊(cè)和應(yīng)用筆記里面常用的電阻值，但是這兩個(gè)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？
然后筆者就上知乎遨游了一下，半抄半寫地總結(jié)了下面的這些知識(shí)點(diǎn)。知道終端電阻的作用，對(duì)于日常工作中波形不穩(wěn)定等問(wèn)題，也能更快地找到問(wèn)題的原因。
終端電阻的作用
CAN總線終端電阻的作用有3個(gè)：
提高抗干擾能力，讓高頻低能量的信號(hào)迅速走掉
確保總線快速進(jìn)入隱性狀態(tài)，讓寄生電容的能量更快走掉；
提高信號(hào)質(zhì)量，放置在總線的兩端，讓反射能量降低。
01
提高抗干擾能力
CAN總線有“顯性”和“隱性”兩種狀態(tài)，“顯性”代表“0”，“隱性”代表“1”，由CAN收發(fā)器決定。下圖是一個(gè)CAN收發(fā)器的典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，CANH、CANL連接總線。
展開(kāi) 
基于CAN 總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
摘 要:本文首先對(duì)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)行了研究,參照SAE J1939 協(xié)議制定了系統(tǒng)的整套通信協(xié)議,并
結(jié)合CAN 總線技術(shù)要求,設(shè)計(jì)出了基于CAN 控制器SJA1000 和CAN 收發(fā)器PCA82C250 的分布式的汽車空調(diào)
控制系統(tǒng)。
1 引 言
隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械式空調(diào)難以滿足乘坐舒適性的需求和提升整車技術(shù)含量的要求。本文首先對(duì)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)行研究,結(jié)合CAN 總線技術(shù),采用CAN 控制器SJA1000 和收發(fā)器PCA82C250 設(shè)計(jì)了汽車空調(diào)系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn),并參照汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的SAEJ 1939 協(xié)議制定了系統(tǒng)通訊協(xié)議,在此基礎(chǔ)上完成了基于CAN 總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的構(gòu)建。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 汽車空調(diào)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化
傳統(tǒng)的汽車空調(diào)控制方法是直接控制:簡(jiǎn)單功能通過(guò)控制開(kāi)關(guān)直接實(shí)現(xiàn),復(fù)雜功能由控制器完成。實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化,就是從根本上改變控制對(duì)象和被控信號(hào)間的直接控制關(guān)系。模塊之間通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)建立連接并交互數(shù)據(jù)。在總線網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)中,負(fù)責(zé)控制信號(hào)采集的模塊把采集到的控制信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上;負(fù)責(zé)執(zhí)行控制功能的模塊則偵聽(tīng)總線消息并接收與本模塊相關(guān)的數(shù)據(jù),最后完成對(duì)相關(guān)器件的控制功能[1 ] 。
2.1 空調(diào)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
圖1 是汽車空調(diào)的混合式配氣系統(tǒng)的風(fēng)道結(jié)構(gòu)，圖[2 ] ,其工作過(guò)程如下:車外新鮮空氣+ 車內(nèi)循環(huán)空氣→進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)→空氣進(jìn)入蒸發(fā)器冷卻→由風(fēng)門調(diào)節(jié)部分空氣進(jìn)入加熱器加熱→進(jìn)入各風(fēng)口。
圖1 空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖抽象出基于CAN 總線的分布式網(wǎng)絡(luò)模型,在此基礎(chǔ)上添加主控節(jié)點(diǎn)、顯示節(jié)點(diǎn)和溫度采集節(jié)點(diǎn)。圖2 為抽象出來(lái)的分布式總線網(wǎng)絡(luò)模型。
展開(kāi) 一文搞懂CAN總線的AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理
以上就是CAN總線AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容分享。
如何實(shí)現(xiàn)電源和信號(hào)隔離以確保 CAN 總線可靠運(yùn)行
在與控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (CAN) 通信總線互連的汽車和工業(yè)系統(tǒng)中，使用的控制器數(shù)量正在不斷增加。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，這意味著他們必須考慮寬頻率范圍內(nèi)的電噪聲環(huán)境——從高頻輻射電磁干擾 (EMI) 到共模傳導(dǎo)干擾，以及電機(jī)、繼電器等各種負(fù)載的連接和斷開(kāi)及交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)的啟停引起的電壓尖峰。雖然 CAN 總線適用于惡劣的電氣環(huán)境，但如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，它們很容易出現(xiàn)各種故障模式。
本文說(shuō)明了 CAN 故障的潛在原因，并介紹了常見(jiàn)的隔離技術(shù)。然后文中介紹了來(lái)自 Texas Instruments、RECOM Power、NXP Semiconductors 和 Analog Devices 等供應(yīng)商的解決方案（設(shè)計(jì)人員可使用這些解決方案保護(hù) CAN 設(shè)備），以及如何有效實(shí)施這些解決方案（包括使用評(píng)估板）的指導(dǎo)。所提供的解決方案包括分立實(shí)施方案（即基于單個(gè) CAN 收發(fā)器）以及基于單芯片和雙芯片隔離 CAN 總線設(shè)計(jì)的集成解決方案。
故障的原因和隔離的必要性
CAN 總線故障可能由多種原因引起：子系統(tǒng)之間的接地電勢(shì)差；共模能量和輻射能量等一般噪聲源；以及配電總線上的高壓噪聲和尖峰。為確保汽車和工業(yè)系統(tǒng)中 CAN 總線互連器件的穩(wěn)健運(yùn)行，需要兩種隔離類型：
與電源總線隔離
連接各子系統(tǒng)的通信總線的隔離
與集成解決方案相比，電源和信號(hào)路徑單獨(dú)隔離的解決方案通常成本更低，效率更高。這些解決方案還使設(shè)計(jì)人員能夠獨(dú)立優(yōu)化兩條路徑的隔離電平。設(shè)計(jì)人員可自由選擇最適合具體應(yīng)用的隔離技術(shù)類型。選擇包括磁隔離、光隔離和電容隔離。
展開(kāi) 什么是CAN-BUS？
第二種方式是控制單元之間的所有信息都通過(guò)兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換，這種數(shù)據(jù)線也叫CAN數(shù)據(jù)總線。通過(guò)該種方式，所有的信息，不管信息容量的大小，都可以通過(guò)這兩條數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞，這種方式充分的提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。我們常見(jiàn)的電腦鍵盤有104個(gè)按鍵，卻可以發(fā)出數(shù)百種不同的指令，但鍵盤與電腦主機(jī)之間的數(shù)據(jù)連接線只有7根，鍵盤正是依靠這7根數(shù)據(jù)連接線上不同的編碼信號(hào)來(lái)傳遞信息的。CAN數(shù)據(jù)總線的原理也正是如此。這種一線一用的專線制改為一線多用制，可以大大減少汽車上電線的數(shù)量，同時(shí)也簡(jiǎn)化了整車的布線。
在了解到兩個(gè)控制單元是通過(guò)兩根數(shù)據(jù)線來(lái)進(jìn)行信息交換的基礎(chǔ)上，我們可以將其推而廣之，多個(gè)控制單元之間的通信其實(shí)就是將每個(gè)控制單元都連接到這兩條CAN總線上，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)控制單元間的信息共享。
目前汽車上的CAN總線連接方式主要有兩種，一種是用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速CAN總線，速率可達(dá)到500kb/s，另一種是用于車身系統(tǒng)的低速CAN總線，速率為100kb/s。當(dāng)然對(duì)于中高級(jí)轎車還有一些如娛樂(lè)系統(tǒng)或智能通訊系統(tǒng)的總線，它們的傳輸速率更高，可以超過(guò)1Mb/s。高速CAN總線主要連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、ABS控制單元、安全氣囊控制單元、組合儀表等這些與汽車行駛直接相關(guān)的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)由于信息傳遞量較大而且對(duì)于信息傳遞的速度有很高的要求，所以則需要高速CAN總線來(lái)滿足其信息傳遞的需要。車身系統(tǒng)的CAN總線主要連接像中控鎖、電動(dòng)門窗、后視鏡、車內(nèi)照明燈等對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的車身舒適系統(tǒng)上。
這就像要抵達(dá)同一個(gè)目的地的兩輛車，轎車可以選擇走高速公路，因?yàn)橹挥懈咚俟凡拍馨l(fā)揮出轎車的速度優(yōu)勢(shì)，從而節(jié)省出更多的時(shí)間。而一輛卡車由于速度比較慢，則只需要走普通國(guó)道即可，因?yàn)樽吒咚僖膊荒荏w現(xiàn)出它的速度優(yōu)勢(shì)，相反會(huì)產(chǎn)生更多的費(fèi)用。
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