CAN bus là gì?
CAN bus (Mạng Khu vực Điều khiển) là một hệ thống truyền thông được sử dụng trong xe cộ/máy móc để cho phép các ECU (Bộ Điều khiển Điện tử) giao tiếp với nhau – mà không cần máy tính chủ. Ví dụ, CAN bus cho phép chia sẻ thông tin nhanh chóng và đáng tin cậy giữa phanh và động cơ của xe.
Hãy tưởng tượng chiếc xe của bạn giống như cơ thể con người:
Bus CAN là hệ thống thần kinh cho phép giao tiếp.
Đổi lại, ECU (hay còn gọi là ‘nút CAN’) giống như các bộ phận của cơ thể, được kết nối với nhau thông qua bus CAN. Thông tin được một bộ phận cảm nhận có thể được chia sẻ với bộ phận khác.
Về mặt vật lý, tất cả các ECU đều được kết nối trên một bus hai dây gồm một cặp dây xoắn: CAN cao và CAN thấp. Các dây thường được mã hóa màu: CAN cao màu vàng (giống như mặt trời), CAN thấp màu xanh lá cây (giống như cỏ).
Hệ thống PEAK Bộ chuyển đổi USB PCAN-USB CAN

Giao diện PCAN-USB cho phép kết nối đơn giản với mạng CAN. Vỏ nhựa nhỏ gọn của nó làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng di động. Phiên bản tách rời quang đảm bảo cách ly điện lên tới 500 Vôn giữa PC và phía CAN. Phần mềm giám sát PCAN-View và giao diện lập trình PCAN-Basic để phát triển các ứng dụng có kết nối CAN đều nằm trong phạm vi cung cấp và hỗ trợ CAN FD. Trình điều khiển thiết bị tồn tại cho các hệ điều hành khác nhau, vì vậy các chương trình có thể dễ dàng truy cập vào bus CAN được kết nối.
ECU là gì?
Bộ điều khiển điện tử (ECU) là các thành phần điều khiển một số chức năng nhất định – ví dụ như bộ điều khiển động cơ, hộp số, phanh, lái, nhiệt độ, v.v. Một chiếc ô tô hiện đại có thể dễ dàng có hơn 70 ECU – mỗi ECU chia sẻ thông tin với các ECU khác trên xe buýt.
Bất kỳ ECU nào trên bus CAN đều có thể chuẩn bị và phát thông tin (ví dụ: dữ liệu cảm biến). Dữ liệu phát được tất cả các ECU khác trên mạng chấp nhận – và sau đó mỗi ECU có thể kiểm tra dữ liệu và quyết định nhận hay bỏ qua.
Nếu chúng ta phóng to, ECU bao gồm ba thành phần chính:
- Vi điều khiển: MCU là bộ não của ECU – nó diễn giải các tín hiệu CAN đến và quyết định tín hiệu nào sẽ được truyền đi. Ví dụ, một cảm biến có thể được lập trình để đo và phát tín hiệu nhiệt độ dầu ở tần số 5 Hz.
- Bộ điều khiển CAN: Bộ điều khiển thường được tích hợp trong MCU và đảm bảo mọi giao tiếp đều tuân thủ giao thức CAN (mã hóa tin nhắn, phát hiện lỗi, trọng tài, v.v.) – loại bỏ sự phức tạp khỏi MCU
- Bộ thu phát CAN: Bộ thu phát CAN kết nối bộ điều khiển CAN với dây CAN vật lý, chuyển đổi dữ liệu bộ điều khiển thành tín hiệu vi sai cho hệ thống bus CAN và ngược lại. Nó cũng cung cấp khả năng bảo vệ điện.
Đầu nối CAN bus DB9
Làm thế nào để kết nối với bus CAN?
Không có đầu nối chuẩn nào cho các ứng dụng bus CAN. Như chúng tôi sẽ trình bày sau, điều này ngụ ý rằng các phương tiện/máy móc khác nhau có thể sử dụng các đầu nối khác nhau.
Tuy nhiên, một ứng cử viên gần đúng là đầu nối CAN DB9 (D-sub9) (CANopen CiA 303-1), đã trở thành tiêu chuẩn thực tế cho nhiều ứng dụng bao gồm giao diện/bộ ghi dữ liệu bus CAN.
Các biến thể bus CAN

Trước khi tiếp tục, chúng ta cần biết rằng có nhiều biến thể của CAN:
- CAN tốc độ thấp: CAN chịu lỗi là một lựa chọn chi phí thấp khi khả năng chịu lỗi là rất quan trọng – nhưng ngày càng được thay thế bằng bus LIN
- CAN tốc độ cao: CAN cổ điển là biến thể phổ biến nhất hiện nay trên ô tô/máy móc (và là trọng tâm của bài viết này)
- CAN FD: Cung cấp tải trọng dài hơn và tốc độ nhanh hơn, mặc dù việc áp dụng vẫn còn hạn chế – tìm hiểu thêm trong phần giới thiệu CAN FD của chúng tôi
- CAN XL: Cung cấp tải trọng dài hơn và tốc độ nhanh hơn để thu hẹp khoảng cách giữa CAN và Ethernet ô tô (100BASE-T1)

4 lợi ích hàng đầu của xe bus CAN
Tiêu chuẩn bus CAN được sử dụng trên hầu hết các loại xe và nhiều máy móc vì những lợi ích chính sau:
Đơn giản và chi phí thấp
ECU giao tiếp thông qua một hệ thống CAN duy nhất thay vì thông qua các đường tín hiệu tương tự phức tạp trực tiếp – giảm lỗi, trọng lượng, hệ thống dây điện và chi phí
Dễ dàng truy cập
Bus CAN cung cấp ‘một điểm vào’ để giao tiếp với tất cả các ECU mạng – cho phép chẩn đoán trung tâm, ghi dữ liệu và cấu hìnhChi tiết
Cực kỳ mạnh mẽ
Hệ thống này có khả năng chống lại nhiễu điện từ và nhiễu điện từ – lý tưởng cho các ứng dụng quan trọng về an toàn (ví dụ như xe cộ)Chi tiết
Có hiệu quả
Khung CAN được ưu tiên theo ID để dữ liệu có mức độ ưu tiên cao nhất được truy cập bus ngay lập tức mà không gây gián đoạn các khung khác
Lịch sử ngắn gọn của xe buýt CAN
- Tiền CAN: ECU ô tô dựa vào hệ thống dây dẫn điểm-điểm phức tạp
- 1986: Bosch phát triển giao thức CAN như một giải pháp
- 1991: Bosch công bố CAN 2.0 (CAN 2.0A: 11 bit, 2.0B: 29 bit)
- 1993: CAN được thông qua là tiêu chuẩn quốc tế (ISO 11898)
- 2003: ISO 11898 trở thành một loạt tiêu chuẩn
- 2012: Bosch phát hành CAN FD 1.0 (tốc độ dữ liệu linh hoạt)
- 2015: Giao thức CAN FD được chuẩn hóa (ISO 11898-1)
- 2016: Lớp CAN vật lý cho tốc độ dữ liệu lên tới 5 Mbit/giây được chuẩn hóa trong ISO 11898-2 (trên thực tế lên tới 8 Mbit/giây)
- 2018: CiA bắt đầu phát triển CAN XL
- 2024: CAN XL được chuẩn hóa (ISO 11898-1:2024, 11898-2:2024)
Ngày nay, CAN là tiêu chuẩn trong ô tô ( ô tô , xe tải , xe buýt, máy kéo, …), tàu thủy , máy bay, pin EV , máy móc , v.v.
Tương lai của xe bus CAN
Nhìn về phía trước, giao thức bus CAN sẽ vẫn có liên quan – mặc dù nó sẽ bị ảnh hưởng bởi các xu hướng chính :
Mở so với đóng: Việc thúc đẩy ‘Nguồn mở’ và có thể đối đầu với nhu cầu do OEM thúc đẩy về việc giữ dữ liệu độc quyền để ví dụ như cung cấp các dịch vụ vi mô dựa trên đăng ký
Nhu cầu về tốc độ: Nhu cầu về tốc độ dữ liệu cao hơn có thể thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang CAN FD, CAN XL hoặc Ethernet ô tô
Hãy liên hệ với SEMIKI để được tư vấn lựa chọn các dòng thiết bị CAN phù hợp với nhu cầu của bạn
LIÊN HỆ:
Công Ty TNHH thiết Bị Đo SEMIKI
Email: [email protected]
Điện thoại : +84 9797 61016














