汽车CAN-BUS总线信号测量及波形分析-示波器

电工小朋友

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。