数据传输的形式和原理

1.数据传输形式

目前，在汽车上应用的总线数据传输可以采用单线形式，也可以采用双线形式。原则上数据传输总线用一条导线就足以满足功能要求了，使用第二条导线传输信号只不过是与第一条导线上的传输信号形成镜像关系，这样可有效地抑制外部干扰。电控单元之间的所有信息都是通过两根数据线CAN－L 和CAN－H 来传输的，例如发动机和自动变速器控制单元之间的传输，如图2－19所示。电控单元间进行大量的信息交换，CAN 数据总线也能完全胜任，如果需要增加额外信息，只需修改软件即可。

图2－19　数据传输形式

2.数据传输原理

CAN 数据总线中的数据传递就像一个电话会议，如图2－20所示。一个电话用户（电控单元）将数据“讲入” 网络中，其他用户通过网络“接听” 这个数据，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。

图2－20　CAN 数据总线数据传输原理

3.CAN 数据总线传递数据的格式

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。CAN 数据总线在极短的时间里在各控制单元间传递的数据，如图2－21所示，可将其分为开始域、状态域、检查域、数据域、安全域、确认域和结束域7 个部分，该数据构成形式在两条数据传输线上是一样的。

图2－21　CAN 数据总线传递数据的格式

①开始域。标志着数据列的开始，由1 位构成。带有大约5 V 电压（由系统决定）的1位被送入高位CAN 线；带有大约0 V 电压的1 位被送入低位CAN 线。

②状态域。判定数据中的优先权，由11 位构成。如果两个控制单元都要发送各自的数据，那么，具有较高优先权的控制单元优先发送。

③检查域。用于显示在数据域中所包含的信息项目数，由6 位构成。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。(www.xing528.com)

④数据域。传给其他控制单元的信息，最大由64 位构成。

⑤安全域。检测传递数据中的错误，由16 位构成。

⑥确认域。确认域由2 位构成。在此，CAN 接收器信号通知CAN 发送器，确认CAN接收器已经收到传输数据。若检查到错误，CAN 接收器立即通知CAN 发送器，CAN 发送器再重新发送一次数据。

⑦结束域。结束域由7 位构成，标志数据列的结束。此部分是显示错误并重复发送数据的最后一次机会。

4.传递的信息

用于交换的数据称为信息，每个控制单元均可发送和接收信息。信息是以二进制值系列（0 和1）来表示，其中包含着要传递的物理量，例如，发动机转速为1 800 r/min 可表示成0001 0101，如图2－22所示，二进制数据流也称为比特流。

图2－22　二进制数据流

在发送过程中，二进制值先被转换成连续的比特流，该比特流通过TX 线（发送线）到达收发器（放大器），收发器将比特流转化成相应的电压值，最后这些电压值按时间顺序依次被传送到数据传输总线的导线上。

在接收过程中，这些电压值经收发器又转换成比特流，再经RX 线（接收线）传至控制单元，控制单元将这些二进制连续值转换成信息。例如，0001 0101 这个值又被转换成1 800 r/min。

每个控制单元均可接收发送出的信息。人们也把该原理称为广播，就像一个广播电台发送某个节目一样，每个连接的用户均可接收，但收或不收由接收用户决定。这种广播方式可以使得连接的所有控制单元总是处于相同的信息状态，如图2－23所示和图2－24所示。

图2－23　数据传递和广播原理一样

图2－24　控制单元内部信息转换