canbus总线

总线基础知识1.什么是总线？2.为何使用总线系统？3.在总线中数据是如何传输的?4.BMW车辆中的总线系统有哪些?5.网关的作用是什么?6.CAN诊断与电压波形的分析。7.总线维修的注意事项。什么是总线？数据线BUS=总线简单的说，总线是一种在控制系统内部或者联网的控制系统（网络）之间传输数据的技术。为何使用总线系统？节约线束，减轻车重，信息共享；提高信息传输的效率与可靠性；为更多的控制单元进入车辆创造条件。宝马总线技术的发展历程车载网络系统概览这是E-60的全车网络图，它包括了4套总线结构：K-CAN,PT-CAN，Most和Byteflight，其中K-CAN总线主要包括车身电子控制单元，PT-CAN总线主要包括动力系统及底盘控制单元，Most总线主要包括娱乐、通讯和显示系统控制单元，Byteflight总线主要用于安全气囊系统。BMW7Series数据传输是如何传输的?概述在传统的车辆电子技术中，为车辆的每个电器部件至少在线束中敷设一根相应横断面的导线。例如控制尾灯时，就敷设一根从灯开关到灯泡的导线。传统电子技术中通过单独的导线连接各个单个用电器当电子装置进入车辆中时，一开始也保留了这种信号传输方式。为每个必须在控制单元之间交换的信息在电线束中敷设了一根附加导线。索引说明1控制单元12控制单元23导线在高度发展的车辆中，控制单元通过总线系统相互连接。总线是由一根或多根导线构成的电缆，在车辆中通常由两根导线构成。通过双线总线导线连接控制单元索引说明1控制单元12控制单元23终端电阻4双线总线导线数制在计算机和数据传输技术中有三种重要数制，即十进制、二进制和十六进制。十进制十进制是常用的阿拉伯数制。这种数制的基数是10。与此相应，每个单个数位有十个不同的符号。由此表示一个一位数会有十种不同可能：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。二进制二进制是数据处理中最常用的数制之一。在二进制中只有两个数字值：0和1，或接通或关闭，或高电压或低电压，所谓的二进制符号或位。人们也把这两个值称为逻辑0和逻辑1。每个数据信号都由一个二进制符号(位)的排列构成，例如：10010110。二进制有两种状态0和1，因此基数为2。十进制记数法中的数字5在二进制中为0101：(0x2³)+(1x2²)+(0x2¹)+(1x2º)=(0x8)+(1x4)+(0x2)+(1x1)=0+4+0+1=5可以看出，在二进制中位值逐位加倍。十六进制数值它的基数是16。字母A至F对应十进制中的数字值10至15。用一个一位的十六进制数字可以表示一个四位的二进制数(四位组)。十六进制用作二进制数的简化表示。这种数制包括十六个符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。位3位2位1位0十六进制值十进制值0000000001110010220011330100440101550110660111771000881001991010A101011B111100C121101D131110E141111F15二进制数、十六进制数与十进制数之间的转换对应关系如左表所示。信号的类型模拟信号数字信号在车辆电子装置中存在大量信息和测量值（统称为数据），必须对它们进行比一个位所允许的精度更加准确的探测。例如热和冷表述不能对自动恒温空调的车内温度进行合适的调节。因此，多个位被组合成一个数字信号。可能的数字值的数字随组合的二进制位数的增多而增大。从前面的表格中可以看出，例如用一个四位二进制数能够表示16个不同的值。用一个八位二进制数已经可以表示256个可能的值。数字信号通信方式单工通信单工通信，就是指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送。半双工通信半双工通信是指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。全双工通信全双工通信是指能同时作双向通信。它相当于把两个相反方向的单工通信方式组合在一起。串行/并行数据传输1发送器2数据3接收器同步方式所谓同步，就是接收端要按发送端所发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接收数据。在通信时，接收端要校准自己的时间和重复频率，以便和发送端取得一致，这一过程称为同步过程。同步是数字通信系统中必须解决的一个重要问题。信息传输的同步方式分为两种，异步（asynchronous）式与同步（synchronous）式。1．同步式按传输信息的基本组织单位，又将同步分为位同步、字符同步和帧同步。位同步与字符同步分别以位、字符作为一个独立的整体进行发送，而帧同步中的传输数据和控制信息按一种特殊的帧结构来组织。2．异步式异步式又称起止（start-stop）同步方式，这是在计算机通信中常用的同步方式。异步方式中，并不要求收发两端在传送代码的每一比特（位）时都同步。同步和异步传输1-同步脉冲；2-数据；3-起始；4-停止；5-接收器1-接收器；2-起始位；3-最低位；4-5~8位数据；5-最高位；6-校验位；7-停止位；8-停止位9-信号：空闲总线数据传输协议SOF帧起始Identifier标识符RTR远程传输请求Control校验字段Data数据字段CRC循环冗余检查ACK确认EOF帧结束IFS帧间空间BMW车辆中的总线系统有哪些?BMW车辆中安装的总线系统按照其控制功能的强弱可划分成两类，即主总线系统和子总线系统。主总线系统负责跨系统的数据交换。子总线系统在系统内部交换数据。这些系统用于在限定的系统中交换相对较少的数据量。按照总线系统的数据传输介质不同可以分为导线（电线）和光（光纤）两类。按照总线系统的导线的数目多少又可以分为单线总线系统和双线总线系统。BMW车辆中的主总线系统主总线系统数据传输率总线结构车身总线*9.6kBit/s线形单线诊断总线10.5-115kBit/s线形单线CAN100kBit/s线形双线K-CAN100kBit/s线形双线F-CAN100kBit/s线形双线PT-CAN500kBit/s线形双线byteflight10MBit/s星形光缆MOST22.5MBit/s环形光缆*在较早的车型中也称作仪表总线BMW车辆中的子总线系统子总线系统数据传输率总线结构车身总线协议9.6kBit/s线形单线BSD9.6kBit/s线形单线DWA总线9.6kBit/s线形单线LIN总线9.6-19.2kBit/s线形单线数据传输率说明在相应的总线系统中以何种传输速度传输数据，总线结构说明控制单元相互间的联网方式(线形、星形、环形)和通过何种传输媒介传输数据。车辆中同时安装了多个总线系统。在安装的总线系统之间为不同的任务发生数据交换。然而总线系统以不同的传输速度工作，电平各不相同，并且在光学总线系统中借助光脉冲传输数据。为了能够在总线系统之间交换数据，必须在不同的总线系统之间实现连接。该连接借助专用控制单元，即所谓的网关实现。单线总线系统在单线总线系统中通过一根芯线传输数据。车辆搭铁线也用作数据传输的搭铁线。在车身系统内的许多应用场合中，较低的传输速度已够用，尤其控制系统是被设计成子总线系统时，对数据传输速度的要求本身就不高。低传输速度使这些总线的实现在技术上更容易，因此价格更便宜。双线总线系统在双线总线系统中通过一条双绞线传输数据。信号在导线上以所谓的推挽方式输送(相关解释参见CAN相关部分)。导线的绞合和信号传输方式保证总线系统的抗干扰能力非常高，而传输速度也高于单线总线系统数倍。技术费用与单线总线系统相比更高且更复杂，因此双线总线系统当然也更贵。光学总线系统在光学总线系统中通过光缆进行数据传送。在导线连接的总线系统中通过导线传送电信号，而在光学总线系统中借助光脉冲传送数据。光学总线系统与导线连接的总线系统相比对电磁和静电干扰源的抗干扰能力更强，并且在光学总线系统中能够以高得多的传输速度传输数据。因此，光学总线系统用于要求数据传输速度快的系统，如与安全有关的系统(安全气囊系统)，也用于传送大数据量的车辆系统，特别是在多媒体应用领域。总线系统的结构总线系统的网络结构可以是线形、星形或环形。每个连接在总线上的控制单元构成一个所谓的总线节点。ZGM线形总线结构星形总线结构环形总线结构车身总线车身总线是BMW车辆中第一批总线系统之一。数据以9.6kBit/s的速度通过一根单线导线传输。总线结构为线形。车身总线把一般车辆电气系统、信息和通信系统以及安全系统的组件联成网络。在车身总线上传输信息时，电平在0V到12V之间转换。如果电平从0V切换到12V，就对应于一个逻辑1；在从12V切换到0V时，就表示一个逻辑0。目前，在最新的宝马车中车身总线技术只是个别使用，大部分已被K-CAN技术替代。车身总线上的电平E85中的车身总线索引说明索引说明CDCCD光盘转换匣LSZ灯光开关控制中心CID中央信息显示器NAV导航CVM敞篷车软顶模块PDC驻车距离报警EWSIII电子禁启动防盗装置RADIO收音机GM5基本模块5RLS雨天/行车灯传感器HIFI高保真SM座椅模块IHKA自动恒温空调SZM中央控制台开关中心IHKS集成式暖风控制系统TEL电话IHS集成式暖风控制系统VM视频模块CANCAN是Bosch和Intel为信息传输(特别是车辆中的信息传输)开发的“控制器局域网络(ControllerAreaNetwork)”的简称。90年代初，这种总线技术首次在高级量产汽车中用作发动机和变速箱控制系统与仪表板之间的高速网络。CAN不断拓展着自己的功能，在2001年已经在第一批低价中级车中安装。CAN已针对车辆中的数据交换统一了标准。借助这些全球有效的标准，任意制造商的控制单元都可相互交换数据。CAN上的控制单元可在CAN上连接多个控制单元。这些控制单元都具有高度复杂的微电子装置，并且每个控制单元都象一部微型计算机。索引说明1传感器/执行器2控制器3滤波器4收发器5CAN控制单元的基本结构由三部分组成。控制单元通过收发器(发射器、接收器)连接在CAN上。收发器使控制单元能够通过CAN发射和接收信息。滤波器检查接收的信息，并检查接收的信息是否规定用于控制单元，并只把规定用于控制单元的信息转发至控制器。控制器是控制单元的核心器件。控制器根据接收的信息推导出要执行的活动，并转发至连接的执行器。控制器把从传感器接收到的信号转换成信息，并把这些信息通过收发器和CAN发送到其它控制单元。采用数据检查数据接收数据准备数据发送数据接收数据检查数据检查数据接收数据采用数据CAN总线导线车辆中的每个控制单元都是一部由电子部件(所谓的硬件)和程序(软件)构成的微型计算机。微型计算机的优点是，通过改变程序可以更改控制单元的性能，而不必更改控制单元的硬件。这可与一台PC相比较，通过装载相应的程序，PC机可完成各种各样的任务(文本处理、游戏、播放音乐和视频、备件目录)，而不必为此更改计算机的结构。新程序的输入可通过SSS(SoftwareServiceStation)测试仪进行，它把程序通过CAN传递到控制单元(快擦写)。CAN的基本工作方式和优点CAN由一根双线导线构成，所有信号通过该双线导线在控制单元之间传递。在车辆中一般使用一根不带屏蔽的对称导线(双绞线)。当两根单根导线相互均匀绞合时，就形成一根这样的对称导线。对称的双线数据线数据传输以数字形式作为0和1信号(所谓的位)的序列进行。这时0和1分别对应于一个在标准或协议中定义的电平。不存在中间值。通过CAN传递的信号包含非常广泛且复杂的信息，由0和1信号排列组成。数字信号是0和1信号的序列进行CAN诊断和系统故障查询时，有决定性意义的不是传递的信息内容，而是要检查总线上的信号电平是否对应于额定值以及总线上的信号关系是否正常。特别注意！如果总线上的信号电平不存在问题，则可认为总线处于无故障正常工作状态，车辆中出现的故障另有其它原因。总线的工作方式与通过邮局寄信相类似寄信和通过总线系统的数据传输具有可比性在CAN上，发送控制单元(发信人)的信息通过总线传送到接收控制单元(收信人)。借助地址和发信人信息，可把信息分配给正确的控制单元。车辆中的每个控制单元都可通过CAN与其它每个控制单元通信。索引说