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can 在汽车上的应用

一、引言
随着汽车工业日新月异的发展,现代汽车上使用了大量的电子控制装置,许
多中高档轿车上采用了十几个甚至二十几个电控单元。
而每一个电控单元都需要与相关的多个传感器和执行器发生通讯,并且各控
制单元间也需要进行信息交换,如果每项信息都通过各自独立的数据线进行传
输,这样会导致电控单元针脚数增加,整个电控系统的线束和插接件也会增加,
故障率也会增加等诸多问题。
为了简化线路,提高各电控单元之间的通信速度,降低故障频率,一种新型
的数据网络 CAN 数据总线应运而生。CAN 总线具有实时性强、传输距离较远、抗
电磁干扰能力强;在自动化电子领域的汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统
等应用中,CAN 的位速率可高达 1Mbps。同时,它可以廉价地用于交通运载工具
电气系统中。

二、CAN 总线简介
CAN,全称为“Controller work”,即控制器局域网,是由 ISO
定义的串行通讯总线,主要用来实现车载各电控单元之间的信息交换,形成车载
网络系统, CAN 数据总线又称为 CAN—BUS 总线。它具有信息共享,减少了导线
数量,大大减轻配线束的重量,控制单元和控制单元插脚最小化,提高可靠性和
可维修性等优点。
CAN 被设计作为汽车环境中的微控制器通信,在车载各电子控制装置 ECU
之间交换信息,形成汽车电子控制网络。其工作采用单片机作为直接控制单元,
用于对传感器和执行部件的直接控制。每个单片机都是控制网络上的一个节点,
一辆汽车不管有多少块电控单元,不管信息容量有多大,每块电控单元都只需引
出两条导线共同接在节点上,这两条导线就称作数据总线(Bus)。CAN 数据总
线中数据传递就像一个电话会议,一个电话用户就相当于控制单元,它将数据“讲
入”网络中,其他用户通过网络“接听”数据,对这组数据感兴趣的用户就会
利用数据,不感兴趣的用户可以忽略该数据。
一个由 CAN 总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点,但实际
应用中,所挂接的节点数目会受到网络硬件的电气特性或延迟时间的限制。使用
计算机网络进行通信的前提是,各电控单元必须使用和解读相同的“电子语言”,
这种语言称“协议”。汽车电脑网络常见的传输协议有多种,为了并实现与众多
的控制与测试仪器之间的数据交换,就必须制定标准的通信协议。随着CAN 在各
种领域的应用和推广,1991年9月Philips Semiconductors 制定并发布了 CAN
技术规范(Version )。该技术包括A和B两部分。 给出了 CAN 报文标
准格式,而 给出了标准的和扩展的两种格式。1993 年 11 月 ISO 颁布了道
路交通运输工具—数据信息交换—高速通信局域网国际标准 ISO 11898,为控制
局域网的标准化和规范化铺平了道路。美国的汽车工程学会 SAE 2000 年提出的
J 1939,成为货车和客车中控制器局域网的通用标准。
三、CAN-BUS 数据总线的组成与结构
CAN-BUS 系统主要包括以下部件:CAN 控制器、CAN 收发器、CAN-BUS 数据
传输线和 CAN-BUS 终端电阻。
控制器,CAN 收