概述

汽車電子設(shè)備的不斷增多，對(duì)汽車上的線束分布以及信息共享與交流提出了更高的要求。傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)往往采用單一連接的方式通信，這必將帶來(lái)線束的冗余以及維修的成本的提高。

傳統(tǒng)的單一通信的對(duì)接方式，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代汽車電子發(fā)展的需求，采用更為先進(jìn)的總線技術(shù)勢(shì)在必行。總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享、解決了傳統(tǒng)布線方式中線束多、布線難、成本高等問(wèn)題，從而提高整車通信的質(zhì)量與品質(zhì)。

CAN總線（Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò)）由德國(guó)博世公司于上世紀(jì)80年代提出，近20年來(lái)，隨著CAN總線在工業(yè)測(cè)控與汽車領(lǐng)域的普及，CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷優(yōu)化，取得了長(zhǎng)足發(fā)展。如今CAN總線已經(jīng)成為了汽車上不可或缺的重要環(huán)節(jié)，ECU內(nèi)部的CAN總線開(kāi)發(fā)也占到了ECU開(kāi)發(fā)中的很大分量。在汽車中為了滿足車載系統(tǒng)的不同要求，主要采用高速CAN和低速CAN。這兩者以不同的總線速率工作以獲得最佳的性價(jià)比，在兩條總線之間采用CAN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接。

（1）高速CAN（動(dòng)力總線）

高速CAN總線的傳輸速率范圍在125kbit/s - 1Mbit/s之間，主要用于傳動(dòng)系數(shù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求（如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)變速箱控制、行駛穩(wěn)定系統(tǒng)、組合儀表等）。

（2）低速CAN（舒適總線）

低速CAN總線的傳輸速率范圍在5kbit/s - 125kbit/s之間。主要用于舒適系統(tǒng)和車身系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求（如空調(diào)控制、座椅調(diào)節(jié)、車窗升降等）。

CAN總線特點(diǎn)

CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，其中包含了CAN協(xié)議的物理層以及數(shù)據(jù)鏈路層。可以完成對(duì)數(shù)據(jù)的位填充，數(shù)據(jù)塊編碼，循環(huán)冗余效驗(yàn)，幀優(yōu)先級(jí)的判別等工作。其主要特點(diǎn)如下：

（1）多主機(jī)方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)（未脫離總線）均可以隨時(shí)向總線網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布報(bào)文幀。

（2）節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文幀可以分為不同的優(yōu)先級(jí)，滿足不同實(shí)時(shí)要求。

（3）采用載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)布信息時(shí)，高優(yōu)先級(jí)報(bào)文可不受影響地傳輸數(shù)據(jù)。

（4）節(jié)點(diǎn)總數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。

（5）采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀最多有8個(gè)有效字節(jié)。

（6）當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤嚴(yán)重時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉功能，切斷與總線的聯(lián)系，致使總線上的其他操作不受影響。

CAN總線物理層

（1）總線結(jié)構(gòu)

CAN總線采用雙線傳輸，兩根導(dǎo)線分別作為CAN_H、CAN_L，并在終端配備有120Ω的電阻。收到總線信號(hào)時(shí)，CAN收發(fā)器將信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為邏輯狀態(tài)，即CAN_H與CAN_L電平相減后，得到一個(gè)插值電平。各種干擾（如點(diǎn)火系統(tǒng)）在兩根導(dǎo)線上的作用相同，相減后得到的插值電平可以濾過(guò)這些干擾。

（2）總線電平

CAN總線有兩種邏輯電平狀態(tài)，即顯性與隱性。顯性電平代表“0”，隱性電平代表“1”。采用非歸零碼編碼，即在兩個(gè)相同電平之間并不強(qiáng)制插入一個(gè)零狀態(tài)電平。

高速CAN在傳輸隱性位時(shí)，CAN_H與CAN_L上的電平位均為2.5V；在傳輸顯性位時(shí)分別為3.5V與1.5V。

低速CAN在傳輸隱性狀態(tài)位時(shí)，CAN_H上的電平為0V，CAN_L上的電平位5V。在傳輸顯性狀態(tài)位時(shí)，CAN_H上的電平位3.6V，CAN_L的位1.4V。

為了確保通訊的正確性，總線信號(hào)必須在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)在總線上，并且保證被正確采樣。總線信號(hào)傳輸有一定的時(shí)間延遲，最大的可靠的總線波特率與總線長(zhǎng)度有關(guān)。ISO11898中對(duì)各種總線長(zhǎng)度有著以下定義：

★ 1Mbit/s 總線長(zhǎng)度為40m（規(guī)范）。

★ 500kbit/s 總線長(zhǎng)度最大值為100m（建議值）。

★ 250kbit/s 總線長(zhǎng)度最大值為250m。

★ 125kbit/s 總線長(zhǎng)度最大值為500m。

★ 40kbit/s 總線長(zhǎng)度最大值為1000m。

CAN總線硬件設(shè)備

（1）CAN通信線纜，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)，是傳輸數(shù)據(jù)的通道。主要有：普通雙絞線，同軸電纜，光纖。

（2）CAN驅(qū)動(dòng)/接收器，將信息封裝為幀后發(fā)送，接收到的幀將其還原為信息、標(biāo)定并報(bào)告節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。

（3）CAN控制器，專按協(xié)議要求設(shè)計(jì)制造，經(jīng)簡(jiǎn)單總線連接即可實(shí)現(xiàn)CAN的全部功能。包括：SJA1000（Philips），82527（Intel）。

（4）CAN微控制器，嵌有部分或全部CAN控制模塊及相關(guān)接口的通用型微控制器現(xiàn)如今很多芯片都配備CAN接口。

CAN總線基礎(chǔ)（下）

ps：因?yàn)槲恼率菑墓娞?hào)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的，所以圖片有些不清晰，請(qǐng)見(jiàn)諒~

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關(guān)注公眾號(hào)：汽車ECU設(shè)計(jì)

一個(gè)菜鳥(niǎo)汽車程序猿的成長(zhǎng)之路~

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的can通道采样频率_CAN总线基础（上）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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