CAN总线故障波形分析.pptx

CAN总线故障波形分析汇报人：XX2024-01-25

引言CAN总线基础知识故障波形类型及特点故障波形分析方法实际案例分析与处理总结与展望contents目录

引言01

深入了解CAN总线故障波形分析的重要性和必要性掌握CAN总线故障波形分析的基本方法和技巧提高对CAN总线系统故障的诊断和排除能力目的和背景

010204汇报范围CAN总线基本原理和协议CAN总线故障类型和原因CAN总线故障波形分析方法和步骤实际案例分析和经验分享03

CAN总线基础知识02

0102CAN总线概述CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等领域。CAN是控制器局域网络（ControllerAreaNetwork）的简称，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

123CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理。CAN总线采用多主工作方式，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，而不分主从。当多个节点同时发送信息时，优先级低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据。CAN总线工作原理

CAN总线上各节点根据两根线上的电位差来判断总线电平，电位差大约为0时表示隐性电平（逻辑1），电位差大于1V时表示显性电平（逻辑0）。显性电平时，CAN_H比CAN_L高出一个电平值（如2V），而隐性电平时，两者电平相等。CAN总线信号采用差分电压传送方式，两条信号线被称为CAN_H和CAN_L，静态时均是2.5V左右。CAN总线信号特征

故障波形类型及特点03

要点三位错误波形在CAN总线上，当某个节点发送数据时，如果其他节点检测到与该位不一致的值，就会在该位上产生位错误。位错误波形表现为在单个位时间内出现与正常信号电平相反的异常电平。要点一要点二填充错误波形在CAN协议中，为了避免长时间没有电平变化导致接收节点同步丢失，发送节点在连续发送5个相同电平的位后，会插入一个相反电平的位，即填充位。如果接收节点在连续接收到6个相同电平的位而没有填充位，就会产生填充错误。填充错误波形表现为在连续6个相同电平的位后出现一个异常电平。CRC错误波形CRC（循环冗余校验）是CAN协议中用于检测数据传输错误的一种方法。发送节点在发送数据帧时会附加CRC校验码，接收节点在接收到数据后会重新计算CRC并与接收到的CRC进行比较，如果不一致则产生CRC错误。CRC错误波形表现为在数据帧的CRC字段出现与正常信号电平相反的异常电平。要点三故障波形类型

位错误波形特点位错误通常是由于总线上某个节点发送数据时发生错误或受到干扰导致的。位错误波形的特点是出现时间短，仅在一个位时间内出现异常电平。如果总线上存在多个位错误，它们可能会连续出现或分散在整个数据帧中。填充错误波形特点填充错误是由于发送节点在连续发送5个相同电平的位后未插入填充位导致的。填充错误波形的特点是出现在连续6个相同电平的位后，异常电平的持续时间与正常位的持续时间相同。填充错误通常表明发送节点的硬件故障或软件配置错误。CRC错误波形特点CRC错误是由于数据传输过程中发生错误导致的，可能涉及整个数据帧的多个位。CRC错误波形的特点是出现在数据帧的CRC字段中，异常电平的持续时间可能较长，具体取决于错误的性质和位置。CRC错误通常表明总线上存在严重的通信问题，可能需要进一步排查和修复。各类故障波形特点

故障波形分析方法04

检查CAN总线的信号幅度是否符合标准，通常CAN高电平和CAN低电平的幅度应在规定范围内。观察波形的幅度检查波形的对称性分析波形的稳定性良好的CAN信号应该具有对称的上升沿和下降沿，如果波形出现严重的不对称，可能表明存在故障。观察波形在时域上是否稳定，如出现明显的抖动或漂移，可能意味着存在硬件问题或电磁干扰。030201时域分析法

频域分析法频谱分析将CAN信号从时域转换到频域，通过分析频谱成分来判断信号的频率特性是否正常。异常的频率成分可能指示故障的存在。谐波分析检查信号中是否存在明显的谐波成分，谐波的出现可能表明信号受到某种干扰或存在硬件问题。带宽分析测量信号的带宽，确保其在规定的范围内。超出范围的带宽可能导致通信故障。

小波分析利用小波变换对CAN信号进行时频分析，可以同时观察信号在时域和频域上的特性。通过小波系数的变化可以检测信号的异常。短时傅里叶变换（STFT）对信号进行短时傅里叶变换，得到信号在不同时间窗口内的频率特性。通过比较不同窗口的结果，可以定位故障发生的时间段。希尔伯特-黄变换（HHT）基于经验模态分解（EMD）和希尔伯特变换的时频分析方法，适用于非线性、非平稳信号的故障检测。通过HHT可以提取信号的瞬时频率和幅值信息，进