《CANBUS网络组建》课件.pptVIP

《CANBUS网络组建》本课件旨在全面介绍CAN总线网络组建的相关知识，从CAN总线的基础概念、发展历史、技术优势，到物理层结构、通信协议、故障诊断，再到网络组建步骤、应用实例、性能优化、维护升级等，力求使学员系统掌握CAN总线网络的构建方法，具备实际应用能力。通过本课程的学习，你将对CAN总线技术有更深入的了解，并能熟练运用CAN总线解决实际问题。

课程目标与学习内容1目标理解CAN总线的基本概念、原理和技术特点，掌握CAN总线网络的物理层结构、通信协议和帧格式，熟悉CANopen协议的基本概念和通信机制，掌握CAN总线网络的组建步骤和注意事项，了解CAN总线网络在工业自动化、汽车电子、智能设备等领域的应用案例，具备CAN总线网络的故障诊断、性能优化和维护升级能力。2内容CAN总线基础概述、CAN总线帧格式、CAN通信协议详解、CAN总线的故障诊断、CANopen协议简介、CAN网络组建步骤、常见应用实例、网络性能优化方法。

CAN总线基础概述什么是CAN总线CAN（ControllerAreaNetwork）总线，即控制器局域网络，是一种应用于汽车和工业领域的串行通信总线标准。它是一种多主方式的串行通信总线，具有高性能、高可靠性、实时性强等特点，被广泛应用于汽车电子、工业自动化、医疗设备等领域，实现各个节点之间的数据交换。为什么选择CAN总线CAN总线具有成本低、易于实现、可靠性高等优点。它能够有效地支持分布式控制系统，减少了系统中的线束数量，降低了成本，提高了系统的可靠性。同时，CAN总线具有强大的抗干扰能力和错误检测能力，能够保证数据传输的准确性和可靠性。

CAN总线的发展历史11980年代初期德国Bosch公司开始研发CAN总线技术，旨在解决汽车内部日益复杂的电子控制单元（ECU）之间的通信问题。21986年Bosch公司正式发布了CAN总线规范1.0版本，标志着CAN总线技术的正式诞生。31990年代CAN总线技术迅速发展，被广泛应用于汽车电子领域，成为汽车电子控制系统的主流通信方式。42000年代至今CAN总线技术不断完善和发展，被应用于工业自动化、医疗设备、智能家居等领域，成为一种通用的串行通信总线标准。

CAN总线的应用领域汽车电子发动机控制、变速器控制、制动系统、车身控制、安全气囊系统等。工业自动化机器人控制、PLC控制、传感器网络、电机驱动等。医疗设备监护仪、呼吸机、输液泵、影像设备等。智能家居智能照明、智能安防、智能家电、环境监测等。

CAN总线的技术优势高性能支持高速数据传输，最高可达1Mbps。高可靠性具有强大的抗干扰能力和错误检测能力，保证数据传输的准确性和可靠性。实时性强采用优先级仲裁机制，保证高优先级报文的实时传输。易于实现硬件接口简单，软件协议完善，易于开发和集成。

CAN总线的物理层结构双绞线CAN总线通常采用双绞线作为传输介质，以减少电磁干扰。双绞线由两根相互绞合的导线组成，可以有效地抑制共模干扰，提高信号的传输质量。差分信号CAN总线采用差分信号传输，即通过两根导线上的电压差来表示逻辑信号。差分信号具有更强的抗干扰能力，能够有效地抑制共模干扰和噪声。

CAN信号电平特性显性电平CAN_H和CAN_L之间的电压差小于规定值，表示逻辑“0”。隐性电平CAN_H和CAN_L之间的电压差大于规定值，表示逻辑“1”。

CAN总线的连接拓扑结构总线型拓扑CAN总线采用总线型拓扑结构，所有节点都连接到同一根总线上。这种拓扑结构具有简单、易于扩展等优点，但总线上的节点数量受到限制。星型拓扑可以通过CAN集线器将CAN总线扩展为星型拓扑结构。星型拓扑结构可以提高网络的可靠性和抗干扰能力，但成本相对较高。

终端电阻的作用和配置作用终端电阻用于抑制信号反射，防止信号失真，保证信号的传输质量。在CAN总线的两端必须连接终端电阻。配置终端电阻的阻值通常为120Ω，精度要求较高。终端电阻应尽量靠近总线的两端，以达到最佳的抑制信号反射的效果。

CAN总线的通信速率与距离关系通信速率(kbps)最大距离(米)CAN总线的通信速率与距离成反比。通信速率越高，允许的最大通信距离越短；通信速率越低，允许的最大通信距离越长。在实际应用中，需要根据具体的应用场景选择合适的通信速率。

CAN节点的基本组成CAN控制器负责CAN协议的处理，包括数据帧的发送和接收、仲裁、错误检测等。1CAN收发器负责CAN信号的物理层传输，包括信号的电平转换、差分驱动、接收滤波等。2微控制器负责应用程序的执行，包括数据的处理、控制命令的生成等。3

CAN控制器的功能数据帧的发送和接收负责将微控制器发送的数据转换为CAN数据帧，并发送到CAN总线上；同时，接收CAN总线上的数据帧，并将数据传递给微控制器。仲裁当多个节点同时发送数据时，负责进行