CAN数据传输系统的原理与故障诊断

本文介绍了CAN数据传输系统的原理与故障诊断的基本方法,对于入门CAN总线通信和CAN故障诊断的工程师有参考意义

CAN数据传输系统的原理与故障诊断

1．CAN数据传输系统概述

(1)为什么要采用数据总线

我们知道，汽车两块电脑之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线(信号传输线的接地端可以采用公共回路)，例如，某汽车车发动机电控单元J220与自动变速器电控单元J217之间就需要有5条信号传输线。如果传递信号项目多还需要更多的信号传输线，这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。

(2)什么是数据总线

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线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线。

(3)什么是CAN协议

电子计算机网络用电子语言来说话，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数种。宝来车装用博世公司产品，数据总线采用CAN协议，这个协议是由福特、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。CAN是Controller Area Network(控制单元区域网络)的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。

(4)CAN数据传输系统的优点

数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是： ①将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。

②电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。

③如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。

④各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。

⑤CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。

2．CAN数据传输系统构成及工作原理

(1)CAN数据传输系统构成

CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器，一个CAN收发器；每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。在系统中作为终端的两块电脑，其内部还装有一个数据传递终端(有时数据传递终端安装在电脑外部)。

(2)各部件功能

①CAN控制器作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时CAN控制器也接收收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。

②CAN收发器 是一个发送器和接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去，同时，它也接收总线数据，并将数据传到CAN控制器。

③数据传递终端 实际是一个电阻器，作用是避免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。

④CAN数据总线 用以传输数据的双向数据线，分为CAN高位(CAN-high)和低位(CAN—low)数据线。数据没有指定接收器，数据通过数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收后进行计算。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，CAN总线采用两条线缠绕在一起，两条线上的电位是相反的，如果一条线的电压是5V，另一条线就是0V，两条线的电压和总等于常值。通过该种办法，CAN总线得到保护而免受外界电磁场干扰，同时CAN总线向外辐射也保持中性，即无辐射。