车辆CAN总线概述(完整版).pdfVIP

一． CAN总线简介 1. CAN 总线的发展历史 20 世纪80 年代初期，欧洲汽车工业的蓬勃发展，车辆电子信息化程度的也 不断提高。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现 大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着 需要更多的连接信号线，但是传统的线束式汽车电子系统已经不能满足车辆电子 信息功能发展的需求。为了解决这一制约现代汽车电子信息化发展的瓶颈，德国 Bosch 公司设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线 上，经过试验，这一总线能够有效解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通 讯，并且能够减少不断增加的信号线。所以在 1986 年Bosch 公司正式公布了这 一总线，且命名为CAN 总线。 CAN 控制器局部网 〔CAN —Controller Area Network 〕属于现场总线的范畴， 它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，它具有很高的网络安 全性、通信可靠性和实时性，简单实用，网络成本低，特别适用于汽车电脑控制 系统和环境恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境，因此CAN 总线在诸多现场 总线中独占鳌头，成为汽车总线的代名词，CAN 总线开始进入快速发展时期： 1987 年Intel 公司生产出了首枚CAN 控制器〔82526 〕。不久，Philips 公司 也推出了CAN 控制器82C200； 1991 年，Bosch 颁布技术标准，包括A 和B 两个部分 为促进CAN 以及CAN 协议的发展，1992 在欧洲成立了国际用户和厂商协 〔CAN in Automation，简称CiA 〕，在德国Erlangen 注册，CiA 总部位于Erlangen 。 CiA 提供服务包括：发布CAN 的各类技术标准，免费下载CAN 文献资料，提 供CANopen 标准DeviceNet 标准；发布CAN 产品数据库，CANopen 产品指南； 提供CANopen 验证工具执行CANopen 认证测试；开发CAN 标准并发布为CiA 标准。 1993 年CAN 成为国际标准ISO11898 〔高速应用〕和ISO11519 〔低速应用〕； 1993 年，ISO 颁布CAN 国际标准 ISO-11898； 1994 年，SAE 颁布基于CAN 的J1939 标准； 2003 年，Maybach 发布带76 个ECU 的新车型〔CAN，LIN，MOST 〕； 2003 年，VW 发布带35 个ECU 的新型Golf 。 根据CiA 组织统计，截止到2002 年底，约有500 多家公司加入了这个协会， 协作开发和支持各类CAN 高层协议；生产CAN 控制器 〔独立或内嵌〕厂家， 包括世界上主要半导体生产厂家在内，已有20 多家，CAN 控制器产品的品种已 达 110 多种，CAN 控制器的数量已达210,000,000 枚。CAN 接口已经被公认为 微控制器〔Microcontroller 〕的标准串行接口，应用在各种分布式内嵌系统。该 协会已经为全球应用CAN 技术的权威。 2. CAN 总线的特点 CAN 总线与一般的通信总线相比 ,它的数据通信具有突出的可靠性、 实时 性和灵活性。其主要特性如下: 1) 具有较高的性价比。它结构简单,器件容易购置 ,每个节点的价格较低 ,而且开 发过程中能充分利用现在的单片机开发工具; 2) 是目前为止唯一有国际标准的现场总线; 3) 为多主方式工作 ,网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发 送信息而不分主从 ,通信方式灵活 ,且无需站地址等节点信息 4) 网络上的节点信息分成不同的优先级 ,可满足不同的实时要求 ,高优先级的 数据最多可在 134 μs内得到传输; 5) 采用非破坏性总线仲裁技术 ,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低 的节点会主动地退出发送 ,而最高优先级的节点不受影响地继续传输数据 , 从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会 出现网络瘫痪情况; 6) 只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送 接收数据 ,无需专门的“调度”； 7) 直接通信距离最远可达10 km (速率5 kb/s 以下) ,通信速率最高可达 1 Mkb / s (此时通信距离最长为 40 m) ; 8) 节点数