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汽车CAN线电压是如何产生的

2025-10-15 09:54 发布

Can,即控制器局域网,是一种支持分布式或实时调节的有效串行通信网络。它最初是由德国Bosch公司在20世纪80年代开发并用于汽车内部测试和调节仪器之间的数据通信。目前,CAN总线规范已经由国际标准化组织ISO制定为ISO11898。

CAN总线在汽车自动化领域得到了广泛应用,例如发动机自动点火、燃油喷射、复杂加速制动调节(ASC)、防抱死制动系统(ABS)和防滑系统等。奔驰、宝马等高端汽车品牌也采用了CAN总线技术。

CAN总线采用了分层结构,包括电气特征的数据解释协议。CAN协议主要包含目标层、传输层和物理层。目标层和传输层包含了ISO/OSI定义的数据链路的所有功能。目标层负责确认要发送的信息,并提供应用层的接口。传输层则负责数据帧的组织、总线仲裁、错误检测、错误报告和错误处理。

CAN总线上的所有节点都可以主动发送数据。当两个或多个节点同时发送消息时,CAN调节器使用ID进行仲裁。ID不仅描述了数据的含义,还表示了报文的优先级。发送最高优先级消息的节点将获得总线使用权,而其他节点则会自动停止发送。当总线空闲时,这些节点会自动重新发送消息。

CAN总线使用不归零码(NRZ)来表示总线上的数据,它可以有两个互补的逻辑值:显性和隐性。CAN总线中的每个节点使用相似的比特率,每次由同步段、传播段、相位缓冲段1和相位缓冲段2组成。发送方在同步段之前改变输出比特值,接收方在两个相位缓冲段之间对输入比特值进行采样。两个相位缓冲段的长度可以自由调整,以保证采样的可靠性。此外,CAN总线使用时钟同步技术来保证通信同步。

CAN的关键技术特点是网络上的节点不是主从关系,任何节点都可以随时主动向其他节点发送信息,这种灵活的通信方式使其可以方便地组成多机备份系统。CAN可以通过点对点、点对多点和全局广播等多种方式发送和接收数据。仅通过报文过滤,无需特殊‘调度’的CAN直接通信距离可达10公里(速率5kbps以下)。通信速率可达1Mbps(此时通信距离可达40米)。CAN上的节点数取决于总线驱动电路,现在可以达到110个。

在CAN总线中,信号由两条线之间的差分电压决定。当CAN-H=3.5V,CAN-L=1.5V,差分电压=2V时,代表显性(0);当CAN-H=CAN-L=2.5V,差分电压=0V时,代表隐性。

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