现代汽车
CAN-BUS
多路信息传输系统
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CAN是控制单元区域网络
Controller Area Network的
缩写
含义是控制单元通过网络进行
数据交换
CAN数据总线可比作公共汽车
公共汽车可以同时运输大量乘客
CAN数据总线包含大量的数据信息
数据传递的形式
目前，在汽车上应用的数
据传输形式有两种：
形式1
每项信息均通过各自独
立的数据线进行交换
在该例中，共需要5条数据线进
行数据传递
也就是说，每项信息都需要一
个独立的数据线
随着汽车控制系统越来越复
杂，所需传输的信息量也越来
越大
因此数据线的数量和控制单
元的针脚数也会相应增加
所以这种数据传递形式只适
用于有限信息两的数据交换和
传输
形式2
各控制单元之间的所有信息都
通过两根数据线进行交换——
CAN数据总线
与数据传输形式1相比，CAN数据总
线，所有信息都通过两根数据线进行
传递
相同的数据只须通过CAN数据系统中
的两根双向数据线进行传递
通过该种数据传递形式，所有的
信息，不管控制单元的多少和信
息容量的大小，都可以通过这两
条数据线进行传递，所以，如果
控制单元间进行大量的信息交换，
CAN数据点线也能完全胜任
CAN数据传输系统
一般说来，一个控制单元从整个
系统中获得的信息越多，该控制
单元协调自身的功能会越好
CAN数据总线作为控制单
元之间的一种数据传递形式，
它将各个控制单元连接形成
一个完整的系统
动力
控制
CAN
数据
传输
系统
舒适
系统
CAN
数据
传输
系统
C
A
N
数
据
传
输
系
统
的
优
点
如果需要增加额外信息，只需修改
软件即可
通过控制单元和辅助安全措施对传
递信息的持续检查，可以达到最低
的故障率
利用最少的传感器信号线传输多用
途的传感信号
控制单元间实现高速数据传递
控制单元 和控制单元插角最少化应
用，从而节省更多有用空间
CAN数据总线符合国际标准，便于不
同的控制单元进行数据交换
CAN数据总
线中的数据
传递就像一
个电话会议
一个电话用
户（控制单
元）将数据
“讲入”网
络中，其他
用户通过网
络“接听”
这个数据
CAN数据总线数据传输的原理
对这个数据感兴
趣的用户就会利
用数据，而其他
用户则选择忽略
CAN数据总线的构成
CAN数据总线由1个控制器、1个收发器、
2个数据传输终端和2条数据传递线构成
CAN数据总线各部件的功能
CAN控制器的功能
接收在控制单元中的微处理器
中的数据
处理数据并传送给CAN收发器
接受CAN收发器的数据，处理
并传送给微处理器
CAN收发器的功能
是一个发送器和接收器的组合
将CAN控制器提供的数据转化
为电信号并通过数据线发送出
去
接收数据，并将数据传送到
CAN控制器
数据传输终端的功能
是一个电阻器
阻止数据在传输终了被反
射回来并产生反射波
因为反射波会破坏数据
用以传输数据的双向数据线
分为CAN高位数据线
（CAN-HIGH）和CAN低位
数据线（CAN-LOW）
数据总线没有指定接收器，数
据通过数据总线发送并由各控
制单元接受和计算
数据传递线的功能
CAN数据总线的数据传递过程
提供数据控制单元向CAN控制器提
供需要发送的数据
发送数据CAN收发器接收由CAN控
制器传来的数据，转为电信号并发送
接收数据CAN系统中，所有控制
单元转为接收器
检查数据控制单元检查判断所接
收的数据是否所需要的数据
接受数据如接收的数据重要，它
将被接受并进行处理。否则忽略
CAN数据总线传递数据的构成
CAN数据总线在极短的时间里，在各控制
单元间传递数据，可将其分为7个部分
CAN数据总线传递的数据由多位构成。
在数据中，位数的多少由数据域的大小决
定
（一位是信息的最小单位——单位时间电
路状态。在电子学中，一位只有0或1两个
值。也就是只有”是“和”不是“两个状
态）
数据的形成图表如下：
该形式在两条数据传输线上是一样的
开始域：
标志数据开
始。带有大
约5V电压
（由系统决
定）的1位，
被送入高位
CAN线；带
有大约0V
电压的1位
被送入低位
CAN线。
状态域：判定数据中的
优先权。如果两个控制单
元都要同时发送各自的数
据，那么，具有较高优先
权的控制单元，优先发送
检查域：
显示在数据
域中所包含
的信息项目
数。在本部
分允许任何
接收器检查
是否已经接
收到所传递
过来的所有
信息。
数据域：在数据域中，
信息被传递到其他控制单
元。
确认域：在此，接收器
信号通知发送器，接收器
已经正确收到数据。若检
查到错误，接收器立即通
知发送器，发送器然后再
发送一次数据
结束域：
标志数据报
告结束。在
此是显示错
误并重复发
送数据的最
后一次机会
安全域：
检测传递数
据中的错误。
数据是如何产生的？
数据由多位构成
每1位只有0或1两个值或状
态。
下面以灯开关为例说明带
有0或1的状态是如何产生的。
灯开关打开或关闭，这说
明灯开关有两个不同的状态。
灯开关处于值
1的状态：开
关闭合，灯亮
开关处于值0
的状态：开关
打开，灯不亮
位值为1的状态：
CAN发送器打开，
在舒适系统中电
压为5V，在动力
传动系统中，电
压大约为。
相同电压施加在
传递线上。
从原理上讲，CAN数据总线的功能与此完全
相同，CAN发送器也能产生2个不同位状态
位值为0的状态：
CAN发送器关闭，接
地；传输线同样接地，
大约为0V
通过2个位，
可以产生4个
变化
每1项信息
均可以由每个
变化状态表示，
并与所有的控
制单元相联系
信息通过2个连续位进行传递例释
随着位数的增加，信息量增加情况
1位的位
值变化
产生
信息
2位的位
值变化
产生
信息
3位的位值变化 产生
信息
0V 10℃ 0V；0V 10℃ 0V；0V；0V 10℃
5V 20℃ 0V；5V 20℃ 0V；0V；5V 20℃
5V；0V 30℃ 0V；5V；0V 30℃
5V；5V 40℃ 0V；5V；5V 40℃
5V；0V；0V 50℃
5V；0V；5V 60℃
5V；5V；0V 70℃
5V；5V；5V 80℃
CAN数据总线的数据分配
如果多个控制单元要同时发送各
自的数据，那么系统就必须决定哪
个控制单元首先进行发送
具有最高优先权的数据，首先发
送
基于安全考虑，由ABS/EDL控制
单元提供的数据比自动变速器控制
单元提供的数据（驾驶舒适）更重
要，因此具有优先权
数据如何进行分配？
每个位都有1个值，该值定义为电位
这样就有2个可能：高电位或低电位
位电压 位值 电位
0V 0 高电位
5V 1 低电位
如何确认数据报告的优先权？
在状态域中，由11位组成的编码，其
数据的组合形式决定了数据的优先权。
下面是3组不同数据报告的优先权：
优先权 数据报告 状态域形式
1 Brake1(制动1） 001 1010 0000
2 Engine1（发动机
1）
010 1000 0000
3 Gearbox1（变速
器1）
100 0100 0000
3个控制
单元同时
发送数据，
此时，在
数据传输
线上进行
一位一位
的比较
如果1个控制单元发送了1
个低电位而检测到1个高电
位，那么该控制单元就停
止发送而转为接收器
例如：
ABS/EDL控
制单元发送
了1个高电
位
MOTRONI
C控制单元
也发送了1
个高电位
自动变速器控制单元发送了1个低电位而检测到
1个高电位，那么它将失去优先权而转为接收器
位
1
位
2
ABS/EDL控制单元发送了1个高电位
MOTRONIC控制单元发送了1个低电
位并检测到1个高电位，那么，它也
失去优先权，而转为接收器
位
3
ABS/EDL控制单元拥有最高优先权
并接收分配的数据，该优先权保证
其持续发送数据直至发送终了
ABS/EDL控制单元结束发送数据
后，其他控制单元再发送各自的数
据
CAN数据总线的抗干扰
车辆在工作过程中，电火花和电磁开
关联合作用会产生电磁干扰；移动电
话和发送站以及任何产生电磁波的物
体会产生电磁干扰
电磁干扰能够影响或破坏CAN的数据
传送
为防止数据传输受到干扰，2根数据
传输线缠绕在一起，这样可以防止数
据线所产生的辐射噪音。
2根数据线上的电压是相反的
若一根数据线上的电压约为0V；则
另一根数据线上的电压就是约为5V
这样2根线的总电压值仍保持一个
常值
从而所产生的电磁场效应由于极
性相反而相互抵消
所以，数据传输线通过这中方法
得到保护而免受外界辐射干扰
同时，向外辐射时，实际上保持
中性（即无辐射）
舒适系统CAN
数据纵线连接
舒适系统中的
各个控制单元：
一个中央控制
单元
两个或四个车
门控制单元
舒适系统CAN数据总线
中央门锁控制功能
电动窗控制功能
照明开关控制功能
电动调节和加热后视镜控制
功能
故障自诊断功能
舒适系统CAN数据总线传递数据的功能
舒适系统CAN数据总线的结构
控制单元
的各条传
输线以
星状形
式连接汇
聚一点
若一个控制单元发生故障，其他控制单元
仍可发送各自的数据
通过车门联接所确定的线路较少
如果出现对地短路、对正极短路或线路间
短路，CAN系统会转为应急模式运行和
转为单线模式运行
由于故障自诊断完全由中央控制单元控制，
所以只需要较少的自诊断线
由于舒适系统中的数据可以较低的速率传
递，所以发送器只需较低的功率
舒适系统CAN数据总线的优点
系统传输数据的速率为
意味着它以0~125 kbit/s的速率范围
（低速状态）传输。一个数据报告传
递大约需要1ms
每个控制单元每20ms发送一次数据
舒适系统CAN数据总线的特点
中央控制
单元
驾驶员侧
车门
前乘客侧
车门
左后车门
右后车门
舒适系统控制单元的优先权顺序
舒适
系统
CAN
数据
总线
控制
单元
电路
图
驾驶员侧车门
控制单元J386
前乘客侧车门
控制单元J387
左后车门控
制单元J388
右后车门控
制单元J389
舒适系统中央
控制单元J393
30号
线保
险丝-
中央
控制
单元
15号
线保
险丝
-中
央控
制单
元
30号
线保
险丝-
电动
窗
30号线保险丝-中央门锁
高/低位CAN线
接
地
线
正
极
线
输入信号
输出信号
舒适系统CAN数据总线故障自诊断
诊断设备：目
前国内通用型故障
诊断仪器能进行
CAN数据总线故障
检测的为金德
K81多功能诊
断仪，今后将有
很多诊断仪器能够
进行CAN数据总线
的检测诊断。
各种汽车的最新
版本的专用故障
诊断仪均能够进
行该车种的CAN
数据总线系统的
故障检测诊断。
例如大众汽车可
以用VAS5051进
行CAN数据总线
的故障检测诊断。
VAS5051
故障诊断仪
下面以
VAS5051为
例说明大众
车系舒适系
统CAN数据
总线的故障
检测诊断方
法步骤：
说明：在故
障诊断和故障
检测过程中，
通过CAN数据
总线传递信息
的所有控制单
元均被认为是
一个完整系统
舒适系统的地址码：46-舒适系统
与CAN数据总线有关部门的功能：
02功能：故障查询
在故障记忆中，有2个CAN数据总
线的特殊故障
01328 -舒适系统数据传递故障：
如果两个或多个控制单元间数据传递
出现故障，便存储该故障记忆。可能
的故障原因有：控制单元故障；两条
数据线断路；插头和插座连接故障。
01329 -应急运转模式：
该故障记忆表明CAN数据总线
系统已经进入应急运转模式。
可能故障原因：
某一根数据总线断路
插头和插座连接故障
08功能-阅读测量数据块
012通道：中央控制单元——显示与CAN
数据总线相关的4组数据区域。
数据区域1：检测传递数据
该区域显示数据传递正确与否
（比如单根数据线故障）。
数据区域2：前排装备情况
该区域显示前排车门控制单元在
传递数据过程中是否匹配
数据区域3：后排装备情况
该区域显示后排车门控制单元在
传递数据过程中是否匹配
数据区域4：其他附件情况
该区域显示座椅与后视镜调整记
忆系统是否合适；舒适系统与记
忆系统是否交换数据
动力传动系统CAN数据总线
动力传动系
统CAN数据
总线连接部
件：
Motronic控
制单元
ABS/EDL控
制单元
自动变速器
控制单元
同时传递的数据（10组）：
5组数据来自Motronic控制单元
3组数据来自ABS/EDL控制单元
2组数据来自自动变速器控制单元
优先权顺序：
ABS/EDL控制单元
Motronic控制单元
自动变速器控制单元
CAN数据总线其他特点：
数据总线以500kbit/s的速率传
递数据（高速率），每一数据
传递大约需要。在动力
传动系统中，数据传递尽可能
快速以便充分利用数据，因此
需要一个高性能的发送器。
每一控制单元（根据控制单元
类型）每7~20ms发送1次数据
动力传动系统控制单元网络连接
Motronic
控制单元
自动变速器
控制单元
ABS/EDL
控制单元
CAN数据
总线的连
接节点通
常在控制
单元的外
部（在线
束中）
与舒适系统相反，在动力传动系
统中只显示部分，这样只显示控
制单元的网络连接
在特殊情况下，CAN数据总线的连接
节点可能会在发动机控制单元里
线束的节点汇集
在发动机控制单
元中
动力传动系统CAN数据总线
的故障自诊断功能
对于大众车系，用VAS5051可以对以
下控制单元进行故障自诊断：
01-发动机控制单元
02-自动变速器控制单元
03-ABS控制单元
如果控
制单元
间传递
的数据
被打乱
控制单
元内将
存储一
个故障
记忆：
1条或2条数据线断路
2条数据
线短路
数据线对地
或正极短路
1个或多个控
制单元有故障
