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1、汽車(chē)CAN總線(xiàn)介紹及案例分析 隨著汽車(chē)行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)白熱化時(shí)期的到來(lái)以及現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展和革新，汽車(chē)制造廠(chǎng)商對(duì)于車(chē)載電腦控制網(wǎng)絡(luò)提出了安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的高要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類(lèi)型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線(xiàn)構(gòu)成的情況很多，線(xiàn)束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線(xiàn)束的數(shù)量”、“通過(guò)多個(gè)LAN，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，1986年德國(guó)電氣商博世公司開(kāi)發(fā)出面向汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的CAN通信協(xié)議?！ AN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由研
2、發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱(chēng)的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。在北美和西歐，CAN總線(xiàn)協(xié)議已經(jīng)成為汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專(zhuān)為大型貨車(chē)和重工機(jī)械車(chē)輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。近年來(lái)，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤自檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和電磁輻射強(qiáng)、振動(dòng)強(qiáng)度大的工業(yè)環(huán)境中?！ AN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)?；贑AN總線(xiàn)設(shè)計(jì)的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：
3、 網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)7 首先，CAN控制器工作于多種方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(quán)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點(diǎn)使得CAN總線(xiàn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。 縮短了開(kāi)發(fā)周期 CAN總線(xiàn)通過(guò)CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CAN-H和CAN-L與物理總線(xiàn)相連，而CAN-H端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CAN-L端只能是低電平或懸浮
4、狀態(tài)。這就保證當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，導(dǎo)致總線(xiàn)呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線(xiàn)上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中，因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，使得總線(xiàn)處于“死鎖”狀態(tài)。而且，CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期?！ ∫研纬蓢?guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 另外，與其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較而言，CAN總線(xiàn)是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。這些也是CAN總線(xiàn)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域
5、，具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因?！ ∽钣星巴镜默F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一 CAN7即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的范疇。與一般的通信總線(xiàn)相比，CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的，世界上一些著名的汽車(chē)制造廠(chǎng)商，如VOLKSWAGEN（大眾）BENZ（奔馳）、BMW（寶馬）、PORSCHE（保時(shí)捷）、ROLLS-ROYCE（勞斯萊斯）、JAGUAR（捷豹）和VOLVO（沃爾沃）等都采用了CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，
6、由于CAN總線(xiàn)本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車(chē)行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有：SAEJ1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA2000等?！ ‰m然CAN總線(xiàn)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、自檢測(cè)性、并能保證信息高效安全傳遞，但CAN總線(xiàn)的線(xiàn)路故障或節(jié)點(diǎn)故障仍會(huì)導(dǎo)致總線(xiàn)系統(tǒng)癱瘓，導(dǎo)致車(chē)輛功能缺失。以下提供兩則故障案例作為參考： 故障
7、現(xiàn)象： 該車(chē)曾在其他修理廠(chǎng)清洗過(guò)節(jié)氣門(mén)、進(jìn)行基本設(shè)定后無(wú)法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，之后偶爾可以啟動(dòng)，但幾率較低?！ 」收显\斷過(guò)程：7 首先進(jìn)行問(wèn)診，客戶(hù)描述該車(chē)此前曾對(duì)音響進(jìn)行過(guò)喇叭改裝并刷新了發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，第1次來(lái)我站維修。對(duì)問(wèn)診情況加以總結(jié)：此車(chē)在其他修理廠(chǎng)清洗過(guò)節(jié)氣門(mén)、進(jìn)行基本設(shè)定后無(wú)法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；刷新過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦；改裝過(guò)音響。前兩項(xiàng)和此次故障的出現(xiàn)有較大關(guān)聯(lián)，最后一項(xiàng)從表面上看基本上和此故障關(guān)聯(lián)不大?！ 〗酉聛?lái)使用VAS5052A檢查故障碼，讀出故障碼如下： 很明顯可以看出，這是一例和動(dòng)力總線(xiàn)有關(guān)的故障?！ 「郀柗駻4車(chē)型是較早采用傳動(dòng)總線(xiàn)的大眾車(chē)型。
8、 由于該故障車(chē)多個(gè)控制單元內(nèi)均出現(xiàn)總線(xiàn)類(lèi)的故障碼，如果采用傳統(tǒng)的
