汽車(chē)CAN總線(xiàn)局域元件的組成

2 各部件的功能

（1）K線(xiàn)：

它是汽車(chē)工業(yè)當中廣泛采用的一種通信總線(xiàn)標準,在許多場(chǎng)合都有著(zhù)廣泛的應用，在此系統中用于診斷時(shí)連結檢測儀器。

（2）控制單元：

實(shí)現一種或多種控制規律的控制儀表或控制部件。簡(jiǎn)單地說(shuō)，控制單元由微機和外圍電路組成。而微機就是在一塊芯片上集成了微處理器（CPU），存儲器和輸入／輸出接口的單元。ECU的主要部分是微機，而核心件是CPU?？刂茊卧獙⑤斎胄盘栟D化為數字形式，根據存儲的參考數據進(jìn)行對比加工，計算出輸出值，輸出信號再經(jīng)功率放大去控制若干個(gè)調節伺服元件，例如繼電器和開(kāi)關(guān)等。如圖所示，為汽車(chē)控制局域網(wǎng)結構圖，其中1為控制單元。

它的工作過(guò)程首先是輸入電路接受傳感器和其它裝置的輸入信號，對信號進(jìn)行過(guò)濾處理和放大，然后轉換成一定伏特的輸入電平。從傳感器送到控制單元輸入電路的信號既有模擬信號也有數字信號，輸入電路中的模／數轉換器可以將模擬信號轉換為數字信號，傳遞給微機。微機將上述已經(jīng)預處理過(guò)的信號進(jìn)行運算處理，并將處理數據送至輸出電路。最后輸出電路將數字信息的功率放大，有些還要還原為模擬信號，使其驅動(dòng)被控的調節伺服元件工作。

3、CAN數據傳輸系統：

一輛汽車(chē)不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電控單元都只需引出兩條線(xiàn)共同接在兩個(gè)節點(diǎn)上，這兩條導線(xiàn)就稱(chēng)作數據總線(xiàn)。以前各電控單元之間好比有許多人騎著(zhù)自行車(chē)來(lái)來(lái)往往，現在是這些人乘坐公共汽車(chē)，公共汽車(chē)可以運輸大量乘客，故數據總線(xiàn)亦稱(chēng)BUS線(xiàn)。

我們知道，汽車(chē)兩塊電腦之間的信息傳遞，有幾個(gè)信號就要有幾條信號傳輸線(xiàn)(信號傳輸線(xiàn)的接地端可以采用公共回路)，例如，大眾寶來(lái)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機電控單元J220與自動(dòng)變速器電控單元J217之間就需要有5條信號傳輸線(xiàn)。如果傳遞信號項目越多，則需要更多的信號傳輸線(xiàn)，這樣會(huì )導致電控單元針腳數增加、線(xiàn)路復雜、故障率增多及維修困難，采用了傳輸總線(xiàn)之后，只需要兩根線(xiàn)就可以了。

(1)CAN數據傳輸系統構成

CAN數據傳輸系統中每塊電腦的內部增加了一個(gè)CAN控制器，一個(gè)CAN收發(fā)器；每塊電腦外部連接了兩條CAN數據總線(xiàn)。在系統中作為終端的兩塊電腦，其內部還裝有一個(gè)數據傳遞終端(有時(shí)數據傳遞終端安裝在電腦外部)。

(2)各部件功能

①CAN控制器作用是接收控制單元中微處理器發(fā)出的數據，處理數據并傳給CAN收發(fā)器，同時(shí)CAN控制器也接收收發(fā)器收到的數據，處理數據并傳給微處理器。如圖1-14所示，其中2為CAN控制器。

②CAN收發(fā)器是一個(gè)發(fā)送器和接收器的組合，如圖2-2所示，其中3為CAN收發(fā)器。它將CAN控制器提供的數據轉化成電信號并通過(guò)數據總線(xiàn)發(fā)送出去，同時(shí)，它也接收總線(xiàn)數據，并將數據傳到CAN控制器中，為與TX線(xiàn)耦合的收發(fā)器。它的特點(diǎn)是TX線(xiàn)與總線(xiàn)耦合，這個(gè)耦合過(guò)程是一個(gè)斷路是集流器電路來(lái)實(shí)現的。因此，總線(xiàn)導線(xiàn)就會(huì )出現以下兩種狀態(tài)：

狀態(tài)1：截止狀態(tài)，晶體管截止，開(kāi)關(guān)未閉合，無(wú)源：總線(xiàn)電平為1，電阻高。

狀態(tài)0：接通狀態(tài)，晶體管導通，開(kāi)關(guān)已閉合。有源：總線(xiàn)電平為0，電阻低。

如果總線(xiàn)處于狀態(tài)1，那么此時(shí)狀態(tài)可以有某一個(gè)與總線(xiàn)相連的控制單元使用狀態(tài)0來(lái)改變，我們將有源的總線(xiàn)電平稱(chēng)為顯性的，無(wú)源的總線(xiàn)電平稱(chēng)為隱性的。

③數據傳遞終端實(shí)際是一個(gè)電阻器，作用是避免數據傳輸終了反射回來(lái)，產(chǎn)生反射波而使數據遭到破壞。

④CAN數據總線(xiàn)

用以傳輸數據的雙向數據線(xiàn)，分為CAN高位(CAN-high)和低位(CAN—low)數據線(xiàn)。數據沒(méi)有指定接收器，數據通過(guò)數據總線(xiàn)發(fā)送給各控制單元，各控制單元接收后進(jìn)行計算。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，CAN總線(xiàn)采用兩條線(xiàn)纏繞在一起，如圖所示，為CAN數據總線(xiàn)傳輸信號的示意圖，兩條線(xiàn)上的電位是相反的，如果一條線(xiàn)的電壓是5V，另一條線(xiàn)就是0V，兩條線(xiàn)的電壓和總等于常值。通過(guò)該種辦法，CAN總線(xiàn)得到保護而免受外界電磁場(chǎng)干擾，同時(shí)CAN總線(xiàn)向外輻射也保持中性，即無(wú)輻射。

CAN數據總線(xiàn)傳輸信號的示意圖