通过什么方法检测汽车CAN数据总线故障
2020-08-03
用示波器可以检测汽车CAN数据总线故障
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。
2020-04-16
一般是用示波器来检测汽车CAN数据总线故障
2024-07-26 · 专注电子测量仪器领域前沿技术开发与突破
使用RIGOL示波器进行CAN(Controller Area Network)汽车总线测试和分析,可以帮助工程师们诊断和解决车辆通信系统中的问题。以下是详细的步骤和注意事项,帮助你成功地使用RIGOL示波器进行CAN总线测试和分析。
所需设备
1. RIGOL示波器:确保示波器具备CAN解码功能,如DS/MSO5000、MSO/DS7000系列等。
2. 探头:差分探头(建议)或单端探头,用于测量CAN_H和CAN_L信号。
3. 被测设备(DUT, Device Under Test):如车载控制模块、传感器或其他CAN节点。
4. CAN总线终端电阻:确保总线上正确接入120欧姆终端电阻。
测试步骤
1. 设置示波器
· 连接探头:将差分探头连接到RIGOL示波器的输入通道,并确保探头正确接地。如果使用单端探头,分别连接到CAN_H和CAN_L信号引脚。
· 连接被测设备:将探头的尖端连到CAN总线上,通常是CAN_H和CAN_L。
2. 基本设置
· 通道设置:选择用于测量的通道,并设置适当的垂直刻度(如1 V/div)。
· 时间基准设置:调整水平时间基准,使CAN帧能在屏幕上清晰显示。建议开始时使用较大时间范围,然后逐步缩小观察。
· 触发设置:选择合适的触发源,通常为上升沿或下降沿触发,触发电平设为信号中点(约2.5 V)。
3. 捕获和分析数据
· 捕获数据:按下示波器的"采集"按钮,开始捕获数据。确保捕获的数据量足够进行统计分析。
· 查看波形:通过放大波形,可以观察到CAN帧的详细结构,包括起始位、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段和确认字段。
4. 使用专用工具进行信号完整性和协议分析
· 眼图分析:在示波器上生成眼图,检查信号质量。眼图可以帮助识别噪声、抖动和失真等问题。
· 抖动分析:使用示波器的抖动测量功能,评估抖动性能。包括周期抖动、周期到周期抖动及其峰峰值。
5. 协议解码
· 协议解码功能:许多RIGOL示波器支持CAN协议解码。启用此功能后,示波器会自动解析CAN帧,并显示各个字段的内容,如标识符、数据长度、数据字节、CRC等。
· 分析协议一致性:检查协议解码结果,确保发送和接收的帧符合CAN标准(如ISO 11898)。
6. 错误检测
· 错误帧检测:部分RIGOL示波器支持错误帧检测功能,能够识别总线上的错误帧,如位填充错误、格式错误、ACK错误和CRC错误。
· 总线负载分析:一些高级示波器还提供总线负载分析功能,帮助用户评估总线利用率和节点通信频率。
7. 保存和记录结果
· 保存波形和数据:在示波器上保存捕获的波形和分析结果,以便日后参考和报告。
· 记录测量条件和参数:记录所有设置参数,包括探头型号、通道配置和触发设置等,确保测量结果的可重复性。
注意事项
· 探头补偿:在测量前,确保探头已正确补偿,以避免引入额外的测量误差。
· 差分信号测量:对于CAN这种差分信号,建议使用差分探头以减少噪声和干扰。
· 示波器校准:定期校准示波器,确保其测量精度和可靠性。
· 终端电阻:确保CAN总线上正确接入120欧姆终端电阻,以保证信号完整性。
举例说明
假设你要测试一辆汽车中的CAN总线:
1. 连接探头:将高带宽的差分探头连接到CAN总线的CAN_H和CAN_L引脚,并确保探头正确接地。
2. 通道设置:选择示波器的CH1通道,设置垂直刻度为1 V/div。
3. 时间基准设置:设置水平时间基准为10 us/div,以确保CAN帧能在屏幕上完整显示。
4. 触发设置:设置触发源为CH1,触发方式为下降沿触发,触发电平设为信号的中点(约2.5 V)。
5. 捕获数据:按下“采集”按钮,开始捕获数据。确保捕获足够多的CAN帧以进行全面分析。
6. 眼图和抖动分析:在菜单中选择眼图分析和抖动分析功能,生成并查看眼图和抖动结果。
7. 协议解码:启用CAN协议解码功能,查看并分析协议字段,确保数据包符合ISO 11898标准。
8. 错误检测:启用错误帧检测功能,识别总线上的错误帧,并进行相应的排查和修复。
9. 保存和记录:保存捕获的波形和分析结果,并记录所有测量条件和参数。
通过上述步骤,你可以使用RIGOL示波器测量和分析CAN总线信号,为评估汽车网络的性能和排查故障提供可靠的数据支持。
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