《北京交通大学CAN总线》课件.pptVIP

北京交通大学CAN总线技术基础与应用欢迎来到北京交通大学CAN总线技术基础与应用课程！本课程旨在全面介绍CAN总线技术，涵盖其发展历史、技术特点、工作原理、应用领域以及实际开发与测试。通过本课程的学习，您将掌握CAN总线的基本概念、通信机制、错误处理以及网络诊断等关键技能，为未来在汽车电子、工业自动化等领域的应用打下坚实的基础。让我们一起探索CAN总线的奥秘，开启您的嵌入式系统之旅！

课程介绍与学习目标本课程将系统地介绍CAN总线技术的基础知识与应用技巧。课程内容包括CAN总线的发展历程、技术特点、工作原理、物理层结构、报文帧格式、仲裁机制、错误检测与处理等。通过理论学习与实践操作相结合，使学生能够全面掌握CAN总线技术，并具备CAN总线系统的设计、开发、测试和维护能力。学习目标包括理解CAN总线协议、掌握CAN总线通信原理、熟悉CAN总线硬件接口、能够进行CAN总线网络设计以及具备CAN总线故障诊断能力。1掌握CAN总线协议理解CAN总线协议的基本概念和原理。2熟悉CAN总线硬件接口了解CAN总线收发器和控制器的硬件特性。3具备CAN总线网络设计能力能够进行CAN总线系统的设计和开发。

CAN总线的发展历史CAN总线由德国Bosch公司于1983年开发，最初用于解决汽车内部电子控制单元（ECU）之间日益复杂的通信问题。随着汽车电子技术的快速发展，传统的点对点通信方式已经无法满足需求，CAN总线应运而生。1986年，Bosch公司正式发布了CAN总线规范1.0版本。1991年，发布了CAN总线规范2.0版本，分为CAN2.0A（标准帧）和CAN2.0B（扩展帧）。CAN总线以其高可靠性、实时性和灵活性，迅速成为汽车电子领域的主流通信协议。11983年Bosch公司开始研发CAN总线。21986年Bosch公司发布CAN总线规范1.0版本。31991年发布CAN总线规范2.0版本。

CAN总线在汽车领域的应用CAN总线在现代汽车中得到广泛应用，几乎所有的电子控制单元（ECU）都通过CAN总线进行通信。发动机控制系统（EMS）、自动变速器控制系统（AT）、制动系统（ABS/ESP）、车身控制系统（BCM）、安全气囊系统（SRS）等都依赖CAN总线进行数据交换和协调工作。CAN总线使得汽车内部各个系统能够高效、可靠地协同工作，实现各种复杂的车辆功能，提高汽车的安全性、舒适性和燃油经济性。例如，发动机控制单元可以实时接收来自变速器控制单元的数据，从而优化发动机的输出功率，提高燃油效率。发动机控制系统控制发动机的燃油喷射、点火等。自动变速器控制系统控制变速器的换挡。制动系统实现ABS、ESP等功能。

CAN总线的技术特点CAN总线具有多种技术特点，使其在工业控制和汽车电子等领域得到广泛应用。首先，CAN总线采用多主方式通信，网络中任何节点都可主动发送数据。其次，CAN总线采用非破坏性仲裁技术，保证了高优先级报文的实时传输。第三，CAN总线具有良好的抗干扰能力，能够在恶劣的电磁环境下可靠工作。第四，CAN总线具有完善的错误检测和处理机制，保证了数据传输的可靠性。第五，CAN总线支持多种传输速率，可根据实际应用需求进行选择。这些技术特点使得CAN总线成为一种高效、可靠、灵活的通信协议。多主方式通信网络中任何节点都可主动发送数据。非破坏性仲裁保证高优先级报文的实时传输。抗干扰能力强能够在恶劣的电磁环境下可靠工作。

CAN总线的工作原理CAN总线是一种基于消息广播的通信协议，网络中的每个节点都可以接收到总线上发送的所有消息。当一个节点需要发送数据时，它会将数据封装成CAN报文，并将其发送到总线上。总线上的所有节点都会接收到该报文，并根据报文的标识符（ID）来判断是否需要接收该报文。如果节点的接收滤波器与报文的ID匹配，则该节点会接收该报文，否则会丢弃该报文。CAN总线采用非破坏性仲裁机制来解决总线冲突问题，保证高优先级报文的优先传输。数据封装将数据封装成CAN报文。报文发送将CAN报文发送到总线上。报文接收节点根据ID判断是否接收报文。

CAN总线的物理层结构CAN总线的物理层定义了总线的电气特性、传输介质和拓扑结构。CAN总线通常采用双绞线作为传输介质，并通过差分信号进行数据传输。差分信号具有较强的抗干扰能力，能够保证数据传输的可靠性。CAN总线的物理层还定义了总线的信号电平、位时序和同步机制。常见的CAN总线物理层标准包括ISO11898-2（高速CAN）和ISO11898-3（容错CAN）。高速CAN主要应用于汽车内部的实时通信，容错CAN主要应用于对可靠性要求较高的场合。电气特性定义总线的信号电平和阻抗。传输介质通常采用双绞线作为传输介质。拓扑结构通常采用总线型拓扑结构。

CAN总线的拓扑结构CAN总线通常采用总线型拓扑结构，即