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帕萨特轿车车载网络体系原理及毛病检修
来历:本站收拾  作者:佚名  2014-04-14 09:20:51

    CAN是英文Controller Area Network的缩写,意为操控器局域网,是一种多路复用总线,也便是每个节点组织都可成为主机,且各个节点之间也可进行通讯。具有较强的纠错才能,支撑差分收发,合适高搅扰环境,因为其实时性、灵敏性和开放性特别杰出,故在帕萨特系列轿车上也选用了CAN总线技能。
    一、轿车车载网络CAN数据总线体系的组成特色
    因为CAN总线在许多轿车总线中有着非常重要的方位,它己成为轿车总线的代名词,己成为轿车是否数字化的一个重要标志。
    (一)CAN总线体系的根本组成
    轿车车载网络CAN总线体系的组成可由图1所示的简图来表明。它是由多个电子操控单元(图1中仅画出了2个电子操控单元)与两条数据传输线、数据传递终端等组成的。
CAN总线体系的组成结构简图

    与无车载网络的车型比较,CAN总线体系中的电子操控单元,都增加了一个CAN操控器和一个CAN收发器(在网络体系中俗称为节点),用两条CAN数据总线衔接到传输线上。
    (二)CAN总线体系的操控器
    轿车车载网络CAN操控器是在一块可编程芯片上经过逻辑电路的组合而制成的。该操控器具有与单片微处理器进行衔接的接口,能够由微处理器对其进行编程,以便对它的作业办法进行设置,操控它的作业状况,进行数据的发送或接纳。
    1.  CAN操控器的根本类型
    轿车车载网络CAN操控器一般有两种类型,而且都严格遵守CAN的规范和国际规范。它们的特色别离阐明如下:
    (1)独立型车载网络CAN操控器
    这种类型的CAN操控器具有相对独立性,运用起来非常灵敏,一般以单片集成电路的办法呈现,它能够与多种类型的单片机、微处理器的各类规范总线进行接口组合,在车辆上装置时是作为一个电子单元电路设置于微处理器与总线传输线路之间的。
    (2)组合型车载网络CAN操控器
    这种CAN操控器是与微处理器组合在一起,构成一个具有CAN操控功用接口的微处理器操控组件,如图2所示。在该电路中,80C51是一块单片微处理器,SJA 1000为CAN操控器,PCA2C250则为数据发送器。CAN操控器经过相关引脚与单片微处理器进行衔接,受微处理器80C51的操控进行数据的读(RD)或写(WR)。
具有CAN操控功用接口的微处理器操控电路
    运用组合型CAN操控器,能够使电路得到简化和变得紧凑,功率也可得到相应的进步。
    2.  CAN操控器的效果
    轿车车载网络CAN操控器的效果是接纳操控单元中微处理器宣布的数据,然后对这些数据进行相应的处理后传送给CAN收发器。相同,当接纳到CAN发送器送来的数据后,也对这些数据进行处理,然后供给给微处理器。
    3. CAN操控器有用电路
    现在,在车载网络总线中运用较多的CAN单片操控器大都由SJA 1000集成电路组成。
    由SJA 1000构成的CAN操控器典型运用电路如图3所示。
由SJA1000构成的CAN操控器典型运用电路
    SJA 1 000集成电路选用双列28脚直插式封装,其各引脚功用阐明如表1所示。
集成电路SJA1000各引脚功用阐明

    由CAN总线操控集成电路SJA1000组成的CAN操控器通讯速率为250Kb/s,选用扩展帧格局(即29位标识符)每帧数据为8字节,包含标识符及帧信息传送字节数可达13字节。为了确保数据帧的实时性,传送的数据由微处理器体系守时(周期为10 ms)发送,操控器以中止办法接纳。当CAN总线操控器SJA1000接纳到有用信息时,发生高速输入中止,体系进入中止程序,对接纳的信息进行分类处理,得到的信号供给给微处理器。发送数据的办法与接纳数据的处理办法相似。

    (三)CAN总线体系的收发器
    轿车车载网络CAN收发器是一种将CAN数据发送器与数据接纳器组合在一起的单片集成电路。
    1.  CAN收发器的类型
    轿车车载网络CAN收发器也分为独立型与组合型两大类。因为前者运用灵敏,能够与多种CAN操控器进行衔接运用,故运用非常广泛。后者一般与CAN操控器组合在一起,构成一个具有CAN收发功用的CAN操控器组件。
    2.轿车车载网络CAN收发器的效果
    轿车车载网络CAN收发器的效果是用于将CAN操控器供给的数据转换成电信号,然后经过数据总线发送出去。一起,它也接纳总线数据,并将数据传送给CAN操控器。
    3.轿车车载网络CAN收发器的有用电路
    单片CAN收发器集成电路类型较多,较常见的类型有82C250与PCA2C250,这两种类型的集成电路能够交换。由82C250组成的CAN收发器的典型运用电路如图4所示。在该电路中,C8051FO40是一块混合信号处理体系超级单片微处理器,具有与8051兼容的高速CIP-51处理器,该芯片内集成了数据收集和操控体系中常用的模仿、数字外设及其他功用部件,具有64路I/O(输入/输出)接口、12路12位A/D(模仿/数字)转换器、CAN总线操控器等功用器材。
由82C250组成的CAN收发器的典型运用电路
    82C250是一块高性能单片CAN收发器集成电路,具有下降射频搅扰、热防护、抗轿车环境下的瞬间搅扰等特性。选用8脚双列直插式封装办法,其各引脚功用如表2所列。
单片CAN收发器集成电路82C250各引脚功用阐明
      (1)电路特色
    在图4所示电路中,为了增强CAN总线节点的抗搅扰才能,C8051F040经过高速光电耦合器TLP113后与82C250相衔接,由此能够完成总线上各个CAN节点间的电气阻隔。
    (2)电路元件效果
    在图4所示电路中,R4与R5电阻器衔接在CAN总线与82C250的CANH(⑦脚)、CANL(⑥脚)间,对输入82C250的电流进行限流,以维护集成电路不受过电流的冲击而损坏;C17与C18两只小电容器衔接在总线的CANH、CANL与地线(即搭铁)间,用于滤除总线上的高频搅扰,而且还具有必定的防电磁辐射的才能;VD5、VD6两只二极管衔接在总线的CANH,、CANL与地线(即搭铁)间,用于作为电源极性接反维护用。当总线上的电源极性接反时,这两只二极管就会导通,以维护后级的CAN收发器不会被损坏;R13电阻器衔接在82C250的⑧脚与地线之间,用于对CAN总线的通讯速度进行设定,当该电阻值为 20 M时,CAN总线的通讯速度被设定为500 Kb/s。
      (3)数据发送进程
    当需求发送数据时,微处理器C8051F040⑦脚就会有相应的信号输出,操控光电祸合器IC3内的发光二极管宣布相应的光线,IC3内的光敏反相器受光并将光信号转变为电信号今后从⑤脚输出,直接加到82C250的①脚,经处理后的数据经过82C250的⑥、⑦脚,送到CAN数据传输线上。
    (4)数据接纳进程
    当CAN数据传输线上的数据经R5,凡加到 82C250的⑥、⑦脚内后,该信号经处理今后从④脚输出,操控光电祸合器IC4内的发光二极管宣布相应的光线,IC4内的光敏反相器受光并将光信号转变为电信号今后从⑤脚输出,直接加到微处理器C8051F040⑥脚,经处理后的数据就会使微处理器有相应的操控指令输出。

    (四)CAN总线体系的数据传递终端
    轿车车载网络CAN数据传递终端实际上便是一个电阻器,其效果便是避免数据传输终了反射回来时,发生的反射波导致数据被损坏。数据传递终端一般有两个,依据其设置的方位能够分为分开式和组合式两大类。
    1.分开式数据传递终端
    这种办法的数据传递终端,是将两个数据传递终端别离设置在车辆两处的两个操控单元中,如图5所示。
分开式数据传递终端的结构示意图

    2.组合式数据传递终端
    这种办法的数据传递终端,是将本来散布在两个操控单元中的两只电阻器以并联的办法归并到一个操控单元内,如图6所示。
组合式数据传递终端的结构示意图

    (五)CAN总线体系的数据总线
    CAN数据总线是一种用来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。数据经过数据总线发送给各个操控单元,各操控单元接纳后进行核算。为了避免外界电磁波搅扰和向外辐射,CAN总线一般选用两条导线环绕在一起的办法构成,如图7 (a)所示。因为环绕在一起的两条导线上的相位是相反的,当一根线上的电压为5V时,另一根线上的电压则为0V,如图7 (b)所示。这样,这两条线上的电压和就总等于一个常数。经过这种办法,能够维护CAN总线不会遭到外界电磁波的搅扰,一起也能够使CAN自身发生的辐射不会向外辐射,以使这两条线坚持中性。
环绕在一起的CAN总线结构示意图

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