汽车网络技术-第2章-CAN总线.ppt

CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线中，一根称为CAN-High导线，另一根导线称为CAN-Low导线。 在双绞线上，信号是按相反相位传输的，这样可有效抑制外部干扰。 图2-22 CAN总线的双绞线 2.CAN总线的数据结构 CAN总线所传递的每条完整信息由7个区构成，信息最大长度为108 bit。在两条CAN导线上，所传输的数据内容是相同的，但是两条导线的电压状态相反。 图2-23 CAN总线的信息结构 ①开始区。开始区（长度为1bit）标志数据开始，CAN-High导线的电压大约为5V（具体数值视系统而定），CAN-Low导线的电压大约为0 V。 图2-23 CAN总线的信息结构 ②状态区。状态区（长度为11bit）用于确定所传数据的优先级。如果在同一时刻有两个控制单元都想发送数据，则优先级高的数据先行发出。 ③检验区。检验区（长度为6bit）用于显示数据区中的数据数量，以便让接收器（接收数据的控制单元）检验自己接收到的、来自发送器（发送数据的控制单元）的数据是否完整。 ④数据区。数据区（长度不确定，视具体情况而定，最大长度为64bit）是信息的实质内容。 图2-23 CAN总线的信息结构 ⑤安全区。安全区（长度为16bit）用于检验数据在传输中是否出现错误。 ⑥确认区。确认区（长度为2bit）是数据接收器发给数据发送器的确认信号，表示接收器已经正确、完整地收到了发送器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误，则接收器会迅速通知发送器，以便发送器重新发送该数据。 ⑦结束区。结束区（长度为7bit）标志着数据的结束。 3.信息的发送与接收 CAN数据总线在发送信息时，每个控制单元均可接收其他控制单元发送出的信息。在通信技术领域，也把该原理称为广播。 图2-26 单线CAN总线数据传输示意图 图2-27 CAN总线上的信息交换（广播原理） 2.2.3 CAN总线系统元件的功能 图2-28 按时间顺序的电信号传输 CAN总线系统元件主要由K-线、控制单元、CAN构件、收发器等组成。 1.K-线 K-线用于在CAN总线系统自诊断时连接汽车故障检测仪（如VAS5051），属于诊断用的通讯线。 2.控制单元 控制单元接收来自传感器的信号，将其处理后再发送到执行元件上。 图2-29 CAN总线系统元件 3.CAN构件 CAN构件用于数据交换，为两个区，一个是接收区，一个是发送区。CAN构件通过接收邮箱或发送邮箱与控制单元相连。 图2-30 邮局收发邮件 4.收发器 收发器就是一个发送-接收放大器，在接收数据时，收发器把CAN构件连续的比特流（亦称逻辑电平）转换成电压值（线路传输电平）；当发送数据时，收发器把电压值（线路传输电平）转换成连续的比特流。线路传输电平非常适合在铜质导线上进行数据传输。 收发器通过TX-线（发送导线）或RX-线（接收导线）与CAN构件相连。RX-线通过一个放大器直接与CAN总线相连，并总是在监听总线信号。 1）收发器的特点 状态 晶体三极管状态 电阻状态 总线电平 1 截止（相当于开关断开） 无源 高阻抗 1 0 导通（相当于开关闭合） 有源 低阻抗 0 表2-2 收发器内晶体三极管的状态与总线电平之间的对应关系 图2-31 收发器的TX-线与总线的耦合 2）多个收发器与总线导线的耦合 当有多个收发器与总线导线耦合时，总线的电平状态将取决于各个收发器开关状态的逻辑组合。 收发器A 收发器B 收发器C 总线电平 1 1 1 1（5 V） 1 1 0 0（0V） 1 0 1 0（0V） 1 0 0 0（0V） 0 1 1 0（0V） 0 1 0 0（0V） 0 0 1 0（0V） 0 0 0 0（0V） 表2-3 收发器开关的状态与总线电平的逻辑关系 图2-32 3个收发器接到一根总线导线上