原创 示波器测量汽车CAN-BUS总线信号及波形分析

2020-7-31 15:21 269 1 1 分类: 汽车电子 文集: 示波器
随着汽车电子装置的不断增多,采用串行总线实现多路传输,组成汽车电子网络,是一种既可靠又经济的做法。
在最初的传统汽车电路中,动力总成模块与车身模块的连接都是点对点的连接,这样线路会日益复杂,线路的增加,也会导致汽车故障率的增加。
后来CAN总线在汽车上使用越来越广泛。所谓多路传输,指在计算机局域网中,将多种信息混合或交叉通过一个通信信道传送的方式。一个具有多路传输功能的网络允许多个计算机同时对它进行访问。
CAN(多路传输技术)应用于汽车上,可以使得布线更加简化,成本降低,电控单元之间交流更加简单和快捷,更少的传感器数目,实现信息资源共享。
多路传输通信网络应用于多模块操作系统上。模块由普通双绞线相互连接,并使用数据链接插口作为诊断接口。信息的交换以类似于电话合用线的方式进行,模块之间使用信息及专用的企业标准协议进行通信。信息内容涉及控制、状态或诊断信息以及运行参数等。双绞线具有提供冗余备份的优点,即当一条线路中断时,可由另一条线路保证系统运行。而且,双绞线降低了外界对多路通信网络的电子干扰,也降低了多路通信网络自身产生的电子干扰。
我们来看下如何用示波器来测量汽车的CAN总线信号,首先找到汽车的OBD接口

来看下接口引脚定义:
4.车身接地 5.信号接地 6.CAN high(ISO 15765-4)
14.CAN low(ISO15765-4)16.蓄电池电压
3.CAN high(备用)11.CAN low(备用)

将示波器通道1和2连上BNC转香蕉头线,黑色香蕉头接一个鳄鱼夹,连接上4号引脚接地。通道一接上OBD的PIN6 (CAN_H),通道二接上OBD的PIN14(CAN_L) ,打开示波器解码菜单,进行CAN总线配置。调节总线阈值电平,得到解码数据,设置触发方式为解码触发,以及数据帧ID稳定波形。调节垂直档位和时基观察信号。

如上就是CAN-BUS的正常波形,CAN-H与CAN-L波形一致,但极性相反。
当CAN-BUS系统处于休眠状态时,电控单元ECU通过EN和STB接头把蓄电池电压导入CAN-H和CAN-L线。此时,CAN-H电压接近12V,CAN-L电压接近0V
如果CAN-H线对地短路时,则CAN-L为正常传输信号波形,CAN-H信号电压为0V
CAN-L线对地短路时,CAN-H为正常传输信号波形,CAN-L信号电压为0V
当CAN-H和CAN-L线都对地短路时,则2者信号皆为0V电压。
当CAN-H和CAN-L线互相短路时,其信号电压极性相同,波形趋于一致。
当CAN-H线对电源短路时,其电压始终为12V,CAN-L线波形正常。
当CAN-L线对电源短路时,其电压始终为12V,CAN-H线波形正常。
当CAN-L和CAN-H都对电源短路,则其2者电压都为蓄电池电压。
当CAN-H线断路时,CAN-H线波形依然正常,而CAN-L线则始终处于0电位。
当CAN-L线断路时,CAN-L线电压处于高电位,保持5V,而CAN-H线波形依然正常。


CAN帧的类型:
Data Frame:数据帧,用于传递0-8byte数据。
Remote Frame:远程帧,用于要求其它节点发送相同ID的数据帧。
Error Frame:错误帧,总线上任何节点发现错误均可发送错误帧。
Overload Frame:过载帧,总线负荷过高时,在数据帧或者远程帧之间产生。

有的示波器会内置好设置软件,点击即可自动设置好相关参数。

作者: 电子小面包, 来源:面包板社区

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