CAN基础培训

### CAN基础培训知识点详解 #### 一、CAN总线技术概览 - **发展背景**：随着汽车工业的发展，对汽车的动力性、舒适性、安全性、经济性以及排放等方面提出了更高要求。为了满足这些需求，现代汽车引入了大量电子控制系统，如发动机管理系统(EMS)、防抱死制动系统(ABS)、电动助力转向系统(EPS)、电子稳定程序(ESP)等。这些系统之间需要进行高效的数据交换与通信，从而促进了车载网络技术的发展。 - **发展历史**： - **1983年**：博世(Bosch)公司开始研究用于汽车的串行总线系统。 - **1986年**：博世公司在SAE大会上首次公布了CAN协议。 - **1987年**：英特尔(Intel)推出了第一片CAN控制器芯片。 - **1991年**：博世公司颁布了CAN 2.0技术规范，并且CAN技术首先应用于奔驰S系列轿车上。 - **1993年**：国际标准化组织(ISO)颁布了CAN的国际标准ISO-11898。 - **1992年**：CiA组织成立，制定了第一个CAN应用层协议CANopen(CAL)。 - **1994年**：SAE颁布了用于卡车和巴士控制的J1939标准。 - **1999年**：近6千万个CAN控制器芯片投入使用。 - **2000年**：销售了超过1亿个CAN芯片。 - **2001年**：用在汽车上的CAN节点数目超过1亿个。 - **当前**：几乎每一辆欧洲生产的轿车都装备了CAN总线。 #### 二、CAN的性能特点与协议标准 - **性能特点**： - 最高传输速率可达1Mbps。 - 传输距离最远可达10km。 - 支持多种通信介质，如双绞线、同轴电缆和光纤。 - 具有良好的抗干扰能力和错误检测机制。 - 能够满足信息传输实时性的要求。 - 节点可以动态改变，便于系统的扩展和维护。 - 控制接口结构简单，易于配置和调试。 - **协议标准**： - CAN遵循OSI七层模型中的物理层和数据链路层。 - 物理层定义了硬件接口的电气特性，包括信号电平、传输速率等。 - 数据链路层负责数据帧的封装与解封装，提供了错误检测和流量控制等功能。 - CAN 2.0A/B定义了两种类型的消息格式：标准格式(11位标识符)和扩展格式(29位标识符)，以适应不同的应用场景。 #### 三、CAN物理层 - **物理层功能**： - 定义了CAN总线的电气特性和物理连接方式。 - 支持双线差分传输，提高抗干扰能力。 - CAN总线通常采用双绞线作为传输介质，以减少电磁干扰。 - CAN总线的终端电阻用于减少信号反射，提高信号质量。 - 支持多种通信速率，如10kbps至1Mbps。 #### 四、CAN数据链路层 - **数据链路层功能**： - 提供了数据帧的封装和解封装功能。 - 实现了错误检测机制，确保数据的可靠传输。 - 支持仲裁机制，在多个节点同时发送数据时能够正确处理冲突。 - CAN数据链路层还包括了流量控制机制，确保通信顺畅。 #### 五、车载总线分类 - **不同类别的总线及其应用场合**： - **A类**：位速率约10kbps，主要用于车身系统，如电动门窗、座椅调节等。 - **B类**：位速率10~125kbps，适用于状态系统，如电子仪表、故障诊断等。 - **C类**：位速率125~1000kbps，适合实时控制系统，例如发动机控制、ABS等。 - **D类**：位速率大于1000kbps，用于多媒体系统、线控系统等高性能要求的应用。 #### 六、典型汽车网络架构 - **常见车载网络架构**： - CAN：广泛应用于汽车的各种控制系统。 - FlexRay：提供更高的带宽和更严格的实时性，用于关键的安全控制系统。 - LIN(Local Interconnect Network)：低成本的单主/多从网络，适用于非关键系统。 - MOST(Media Oriented Systems Transport)：专门用于音频视频传输。 通过上述内容的学习，我们可以了解到CAN总线技术不仅在汽车行业有着广泛的应用，也在其他许多领域展现出了巨大的潜力。CAN技术的发展和应用为现代汽车带来了更高的性能和可靠性，同时也推动了车载网络技术的进步。