汽车CAN总线

汽车CAN总线（精选12篇）

汽车CAN总线 第1篇

1 汽车网络总线开发流程

CAN总线技术在车身的广泛应用, 使人们更加关注CAN总线的整体开发流程。车身CAN总线网络的开发流程主要包括系统整体设计和具体实现方法。系统整体网络设计包括了所有要遵循的设计方法。使用网络拓扑形式的设计方法时, 首先要分析CAN总线的系统功能要求、整体结构的设计与仿真, 制订符合CAN总线要求的通信与控制协议, 这样才能为供货商提供整车ECU节点设计 (包括软件节点、硬件节点、软件与硬件结合节点的系统集成) , 完成CAN总线的验证与仿真。具体实现方法包括实现这些功能所需要的硬件和软件的选型与设计。

2 车身CAN总线系统的拓扑结构设计

车身网络系统拓扑结构主要包括中央控制器、左右前后车门控制器、车内空调控制器、前后座控制器等, 这些控制器都挂接在CAN总线上。这里我们选择中央控制模块进行研究。车身网络控制选择的是低速通信, 因此传输波特率选择50 kb/s作为CAN总线的通信速率。车身CAN网络拓扑结构如图1所示。

为了方便驾驶员了解整车状态参量, 可以选择CAN总线仪表, 将车身控制模块和动力传动模块集成网关, 获得车速信号、转速信号、各类传感器信号和变速器挡位信号。这些信号通过仪表显示出来, 使驾驶员能够及时了解各类信息并判断汽车的运行状态。

3 中央控制器网络节点功能分析

3.1 操作位置

在中央控制器的输入信号中主要是操作位置的输入。输入信号主要包括发动机的转速信号、车速信号、点火开关信号、变光信号、前后门锁信号、后备箱开关锁、CAN总线信号等。

3.2 控制区域

中央控制器的控制区域包括执行机构 (比如各类型的电动机) 和CAN总线。

3.3 控制功能简述

3.3.1 发送车身状态信号

当点火开关打开时, 点火信号节点向CAN总线发送相关点火开关接通的信号。对节点进行设定, 使其定时向CAN总线发送相关发动机状态信号, 比如发动机转速、车速信号。当整车发生碰撞时, 及时通过有关节点向CAN总线发送碰撞信号。

3.3.2 后备箱开关锁控制

当总线上需要询问后备箱开关状态时, 后备箱节点将会检测此时开关锁的状态信息, 并及时将节点信息发送到CAN总线上。如果此时车速大于15 km/h, 后备箱未关闭, 则执行闭锁行为;如果此时车速小于15 km/h, 后备箱保持关闭, 则不开锁。当总线上收到后备箱锁的开关信号时, 执行后备箱的门锁开关动作, 同时CAN总线及时向中央控制器发送信号。

3.4 信号功能简述

3.4.1 点火开关状态信号

点火开关状态信号用来表示点火开关状态量, 接通时导通12 V电源电压;断开时表示为空置, 内部电阻拉低。信号经过RC振荡电路的滤波, 将节点信息发送给总线, 用于判断点火开关状态。

3.4.2 碰撞信号

碰撞信号表示车辆发生碰撞的状态, 该信号为方波。

3.4.3 后备箱门开关状态信号

后备箱门开关状态信号用来表示后备箱门开关状态的开关量。门开时电压为0 V接地, 门关闭时悬空, 内部电阻拉高。信号经硬件RC振荡电路, 用于信号的滤波。该信号来自车内开关, 由控制器发往总线。

3.4.4 车速信号

此车速信号与后备箱门开关有关, 是一种数据量, 可进行方波调频。该信号来自车速传感器, 经控制器发往总线。

4 车身中央控制器网络通信协议

总线网络通信需要统一的协议来规范整车各类电子控制器之间的交流语言, 该协议可以对整车电子控制单元之间进行数字信息的相互交换和各个特性作出规定。一般情况下需要对网络系统中的总线式拓扑结构、各个控制器单元节点、硬件接口直接的电气特性等进行统一规范。

在定义车身网络通信协议时, 卡车、客车等均采用29位标识符的帧结构, 而普通家用车采用11位标识符的标准格式。各节点定义以50 ms的通信周期发送到总线进行数据交换。

5 车身控制系统的硬件与软件测试设计

根据中央控制器所要实现的相关功能, 选择合适的微控制器、电源电压调节电路、输入信号处理电路、执行电机控制电路、CAN通信网络控制电路等作为硬件电路设计的任务。采用美国明导公司的MENTOR GRAPHICS进行CAN总线的系统设计与测试。

6 结束语

在整车项目开发过程中, 实验数据很重要, 其中的现场总线数据更加重要。当整车配置了CAN总线时, 通过CAN总线来捕捉这些数据。使用CAN总线通信网络, 使整车电控单元之间的资源共享、信息传输更加可靠, 进而促使各个系统之间协调工作。

摘要：随着现代汽车电子技术的发展与广泛应用, 汽车车身的电子设备越来越多, 各部分通信控制之间更为复杂。传统电器之间的连接使用点对点方式的单一通信, 而使用CAN总线技术使车身电控系统之间的连接更加智能化。车身使用的是低速的CAN总线网络, 对于车身整体控制性要求较低。车身控制一般包括对门锁、前后视镜、天窗、室内空调等的控制。

关键词：汽车,车身控制,CAN总线,电子技术

参考文献

汽车CAN总线 第2篇

3在设防状态下，非法启动发动机报警、然后锁定引擎并且断油路

4非法开门（包括尾箱盖、发动机盖）声光报警且锁定引擎；

5锁车自动关闭所有车窗及天窗（选装）；，如果在升窗过程中按下遥控器开锁键，车窗立即停止上升工作（传统升窗器没有此功能）。

6未关车门（包括发动机仓、后尾箱）报警提醒；

7行车自动上锁：车主上车启动车辆后，车辆速度超过5KM/H后车门自动上锁；防盗系统会自动识别四门是否关好，在车门没关好时，中控锁不会自动落锁，在行车过程中，后排乘客下车时，不需主开关打开中控锁，在后门打开即可，乘客下车关好门之后踩刹车后门中控锁会再次上锁，无次数限制。并且任一车门打开后可单独重复落锁，在行车过程中全程监控所有中控锁，以杜绝有人误拔中控锁之隐患（这是比较重要的动态儿童锁功能）；

8熄火自动开锁：车辆到达目的地时关闭发动机后，中控锁会在瞬间打开，以方便车主及乘客下车，9打开车门时危险信号灯闪烁，以提醒后面来车，提高司乘人员下车时的安全性

10钥匙遥控车门上锁及开锁有Bi的喇叭声及方向灯闪烁，方便夜晚寻车；

11设防状态中，车辆受到外界振动时，感应器发出信号，喇叭和方向灯同时报警，以起到阻吓作用；12部分车型可实现后视镜倒车照地、停车折叠之人性化功能

13自动设防、自动锁车：车辆熄火后，司机门打开再关好后30秒可自动进入防盗状态（车主自己可调），也可自动锁止四个车门（车主自己可调），防止车主离车后遗忘锁车设防；

14静音模式：设防及解除防盗时只有方向灯闪烁，喇叭不响，防止小区扰民；一键点火，远程启动。

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汽车CAN总线 第3篇

关键词：CAN总线组合仪表；结构设计；微电子技术

中图分类号： U463 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-130-2

0 引言

目前关于汽车CAN总线仪表的类型主要有三类，即对老式汽车仪表的改造，属于电子化时代的汽车；第二种是使用步进电机代替传统的仪表机芯结构，对机芯效率进行优化，使得结构更加简单简易化，车身对传感器的敏感度更高，接收信号的功能更强；第三种是现代微型智能化的汽车CAN仪表，现代化的汽车CAN总线仪表的功能逐渐多样化，设计更加人性化，操作更加便捷化，并且CAN总线技术水平在不断提升。了解汽车CAN总线仪表设计及结构开发系统，是使用和推广该技术的前提和基础，下面将展开详细的论述。

1汽车CAN总线仪表技术总体设计

1.1 现场总线设计

CAN总线在人类生产活动中使用非常广泛，其代表着汽车总线技术发展的新方向。CAN总线系统是集现代化信息技术、通信技术于一体的一种分散化、网络化和数字化以及双向互动化的现代网络通信系统。该系统主要是由多个监控装置连接而成，遵守统一的通信协议，对信号进行采集、处理、传输、显示等，最终形成一种自动化控制系统。现场总线是连接各个子系统的重要构成部分，与各个系统协作完成现场总线作业。其具体结构设计如图1所示：

1.2 系统主要功能

上述系统结构的主要功能是通过CAN总线技术实现对控制对象的控制。系统具有的基本功能是实现发动机转速表、车速表、水温表等仪表的准确指示；报警功能，以提示音或者红色预警信号提出，在行车前、中、后，及时提示汽车的状态，驾驶员能掌握汽车行驶的情况，避免突发状况，确保安全行驶；CAN总线具有通讯功能，主要是利用通讯技术对汽车上所有的电子控制设备进行监控，还能采集行车的转速、时速等、电池蓄电状态；当汽车发生故障时，还能报警和警示功能。除此之外，现代汽车CAN总线技术还有彩屏显示、模拟量、脉冲量等。系统的应用已经得到推广，并且深受人们的青睐，也得到普及，下面将针对系统具体应用进行测试。

2 CAN系统开发与试验

基于上述总体结构设计，CAN总线组合仪表系统硬件和软件设计主要是由总线对各个控制系统进行操作，而对CAN的测试和验证是非常关键的环节，下面以USB-CAN转换器为例，设定通信协议，使用CAN总线调试。对系统进行在线验证。

2.1 系统调试

在CAN总线使用USB转换器，结构一端与CAN接口总线适配器，作为一个标准的CAN节点，然后将其连接到总线系统中，通过总线实现对现场CAN的多方面控制。详见图2。

（同一种颜色表示相同的控制单元）

由图2可知，当汽车抵达同一个目的地时，汽车可以选择高速公路，高速公路能节约耗油，更加适合汽车行驶，通过高速CAN总线传递信息，车身系统的CAN总线连接了像中控锁、电动门窗、后视镜等。然后根据组合仪表步进电机驱动模块生产设计，以波特率计算公式，Tq为时间单位，BT为比特位的时间，得出公式：

当fsys=24MHz时，由公式得出如下结论：为了提高行车的安全，一般车身系统使用的低速CAN总线，其运行的速率为100KB/s，在实际行车中，需要根据车子不同的性能进行调试。系统通过信息传递直接实现控制，所以，对信息传递的要求高，需要CAN总线进行信息传递。上述中两辆车子达到同一个目的地，选择高速能节约大量时间。如果其中1辆车行驶速度慢，则需要选择普通国道，可以节约费用。

在CAN总线系统开发中，相同的控制单元其采用一个单位的传输速率，根据车主自身在行车中的需求，能通过调试CAN总线进行资源的合理优化配置，降低成本投入。不管是单线还是多线控制，数据传递是整个系统的核心部分，保证信息传输的速率和信息传输的质量和高效是关键，也是影响系统运行整体效益和可行性的主要因素。

2.2 开发可行性及优势

CAN总线系统开发和应用以CAN总线控制为中心，整个结构系统相当于一个电话会议，每个不同的用户都是一个控制单元，通过数据信号的传递，其他用户通过网络“接听”，对用户的需求进行利用，满足用户需求。CAN总线就是一个驱动总线，对其他的控制单元进行控制，在传递数据时，也起到一个翻译的作用。通过CAN总线技术的改进和应用，整个车载网络信息最终能实现共享。与传统的CAN总线相比，数据传输速率更快，节省线束，降低车身的重量，并且优化了车身的布线方式，CAN总线控制技术相对于传统单一的运行模式，实现了双向互动的管理与控制，对于故障的诊断更加及时，系统整体的稳定性更高。

汽车组合仪表软件模块的开发与设计，在未来为了进一步完善系统，应该对系统软件设计语言进行选择，将高级程序语言编制到系统中，能对集成开发的环境进行详细分析和介绍。针对系统软件模块化的设计以及功能需求的开发应该进一步对系统主程序的模块化进行开发与完善，并对各个系统主要的子系统和子模块深入开发和调试，通过实践的深入研究，不断提升整个系统的可靠性和稳定性。

3 结束语

综上所述，对于汽车CAN总线技术的设计与开发研究早已成为汽车产业技术发展的引领方向，是汽车系统自动化和集成化技术未来研究的重点。通过上述分析可知，CAN总线技术在实践中的应用广泛，其开发程序经过系统的试验和调试，最终证明系统的可行性和稳定性。CAN总线技术在硬件基础上，使用软件开发，以IAR为基础，通过模块试验和开发，节约了大量的实践，并且实现了二次利用，对主程序模块的软件开发更加快捷和完整，实现了CAN总线通讯的初始化。因此，研究汽车CAN总线的设计与开发具有重要的意义。

参 考 文 献

[1] 马龙翔.基于嵌入式的汽车CAN总线控制系统设计[D].天津理工大学，2013.

[2] 杜飞.汽车CAN总线网络控制系统设计及应用[D].石家庄铁道大学，2013.

[3] 刘刚.汽车CAN总线网络控制系统设计与实现[D].电子科技大学，2012.

汽车CAN总线仪表系统设计 第4篇

仪表是汽车重要组成部件,是人车交互界面。随着计算机和网络技术的发展,汽车仪表的集成度、智能化程度的不断提高,并朝网络化通信的方向发展。

本文所研究设计的是一种基于现场总线技术的汽车智能仪表系统,系统能够精确的测量信号模拟装置产生的汽车发动机转速、车速、燃油量、冷却液温度等参数,并且能够通过显示控件显示所有测量的参数,提高了人机交互性。文中从整体上阐述了CAN总线汽车智能仪表的设计开发方法,分别从CAN协议及应用、仪表硬件设计和软件编程三个方面全面论述了开发CAN总线汽车仪表所要解决的问题及解决方案。在硬件上完成了基于MC9S12DG128单片机的仪表电路设计,在软件上开发了CAN总线收发程序,完成了对步进电机、伺服电机、LCD液晶显示屏等仪表关键器件的控制,并实现了对CAN总线仪表的远程控制。利用自行设计的信号模拟装置完成了验证试验,经过现场实际运行和测试表明,CAN总线汽车仪表在显示的实时性、准确性以及可靠性等方面都优于传统的电气仪表。该系统具有测试精度高、开发成本低、检测效率高、操作简单等优点。

1、CAN总线技术的应用研究

控制器局域网(CAN—CONTROLLER AREA NETWORK)是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局域网。CAN网络具有反应快、可靠度高的特性,应用于要求实时处理的场合,例如汽车刹车防锁死系统、安全气囊等。

CAN是一种多主方式的串行通讯总线,有高位速率、高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误,有效地支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。在汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中,CAN的位速率可高达1Mbps。其通讯介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。

CAN总线通信协议包括两种:CAN2.0A (标准格式)和CAN2.0B (扩展格式)。CAN2.0A由以下三层组成:(1)对象层;(2)传输层;(3)物理层。对象层负责处理信息,比如选择传输或接收信息,作为传输层和CPU上运行的应用程序之间的接口。传输层确保消息符合协议,而物理层实际发送和接收消息。CAN2.0B包括数据链路层和物理层。数据链路层依次由逻辑链路(LLC)子层和中间访问子层(即MAC子层)组成。LLC子层、MAC子层以及物理层与CAN2.0A中的对象层、传输层和物理层一一对应。图1显示了CAN 2.0 A、CAN2.0B的协议层。

CAN协议中独有的特点是缺少消息的起始和目标地址,而是使用了内嵌在每个消息中的标识符。这意味着一个节点可以在不改变网络上任何已有软件和硬件的情况下可连接到网络上,并能使多个节点可以执行同一个消息,这样就提供了多信道广播(multicasting)的能力。网络上的任何一个节点都可以在网络上传输和请求消息。协议包括了一个直接仲裁技术和复杂的错误检测机制。为了节约能源,协议同时支持睡眠模式和唤醒模式的节点操作。

2、系统的组成及工作原理

2.1 系统结构框图

如图2所示,整个系统可分为:仪表系统、CAN总线、信号模拟装置等三个部分。

2.2 系统的工作原理

本设计采用CAN总线来实现仪表和信号模拟装置的信息交流。仪表所需的所有信息都由CAN总线来传递,由于MOTOROLA的MC9S12DG128微控制器内部有两个独立的MSCAN控制器,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,更好的提高了系统的稳定性和抗干扰性。

在信号模拟装置中,信号输入旋钮和液晶显示器与操作者构成了人机交互界面,操作者可以通过液晶显示器得知输入信号的量值。输入旋钮产生的电压信号通过AD转换成数字信号送到模拟装置的MCU中,MCU对输入量进行相应的处理形成数据存储到CAN数据寄存器中,通过CAN模块发送到总线上。仪表系统中的CAN模块通过验证码来接收来自总线上的数据,将接收到的数据送到仪表MCU中,通过仪表的MCU对数据处理后执行相应的部件动作,进而完成系统间通信。

3、系统软、硬件设计与测试

3.1 系统的硬件设计

本设计中车速表和转速表使用步进电机驱动;油量表和温度表使用伺服电机驱动;各种指示灯使用高亮LED显示。

(1)设计中用MC9S12DG128芯片的MSCAN模块完成数据链路层连接,用高速CAN收发器完成物理层连接。CAN收发器选用的是美国PCA公司的82C250收发器,其硬件电路原理图如图3所示:

(2)由于步进电机工作时的电流较大,单片机无法提供大电流,故需要驱动器来对步进电机进行驱动。本设计选用的是高耐压、大电流的ULN2003对步进电机进行驱动,其电路如图4所示:

该路的特点如下:ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高,工作电流大,灌电流可达500mA,并且能够在关态时承受50V的电压,输出还可以在高负载电流并行运行。

(3)伺服电机使用单片机上的PWM来驱动,将电机与PWM口直接连接,通过改变占空比大小,调节输出的电压值来控制电机的转动。

(4)各种指示灯通过IO口直接控制,但转向灯使用PWM来控制,用以实现闪烁功能。

3.2 系统的软件设计

系统控制软件的设计采用模块化思想,根据系统的功能以及硬件结构,将软件功能分为CAN收发模块、车速表模块、转速表模块、水温表模块、油量表模块、液晶显示模块、挡位模块、报警信号模块等。

主程序相当于操作系统,其主要功能是首先将软件的各个模块初始化,然后进入轮询模式,循环调用每个模块的功能。对于汽车仪表来说,要求很高的实时性,所以要通过实时中断来控制各部分工作。主程序流程图如图5所示:

按照图6的主程序开发流程,本文用C语言设计开发了基于CAN总线的汽车智能仪表的主程序框架。在主程序中任务1至任务n分别为仪表上的功能模块函数,每个函数可以完成相应的动作。在中断程序中完成对各部件新变量的赋值,并且调用相应函数执行新变量。

实际汽车仪表的工作环境复杂多变,在设计上通过硬软件综合考虑,实现抗干扰和可靠性设计。在软件抗干扰措施方面,首先考虑到数字信号在传输过程中受到干扰易引起数据变坏,传输到接收端后,可能发生错误的情况,在传输时时,采用同一数据发送多次的方式;为了避免程序在正常使用过程中出现死机的现象,设计了看门狗以实现硬件对软件的保护作用;为了消除对数据采集带来的误差,对变化缓解的温度传感器等信号采样值使用了差值法数字滤波,以消除波动给采样值带来的影响。

3.3 系统测试

本设计对所开发的汽车智能仪表的总体性能进行了测试,构建了汽车CAN总线智能仪表模拟测试系统。测试了节点上的CAN总线信号,分别接收发动机转速、车速、冷却液温度、燃油余量以及各种指示灯信号的CAN总线数据帧。对模拟信号的测试通过滑动变阻器产生不同的电压值来观察燃油余量表和冷却液温度表指针的变化。并对系统的静态特性进行了计算分析,得出系统的非线性度和灵敏度。

(1)非线性度

本设计中采用基端直线的方法来确定拟合直线,即测量出系统的上下限点,连接两点所得到的直线,如图6发动机转速表的基端直线和定度曲线。

其中,A为系统的标称输出范围(全量程);B为定度曲线与基端直线的最大偏差。

从图6 (1为定度曲线;2为基端直线)中可以看出,系统的全量程为7650,最大偏差点在5600处,此时偏差B=5600-5310=290,则系统的非线性度=290×100%=3.79%7650

通过实验测得并计算出其余各表的非线性度分别为:车速表0.79%;冷却液温度表0.19%;燃油余量表0.21%。

(2)灵敏度

本系统理论上为定常线性系统,其灵敏度应恒为常数。但是,实际的测试系统并非定常线性系统,因此其灵敏度也不为常数。故选择具有代表性的3000转速点(经济转速)进行标定。从图6.19中的定度曲线可以看出,模拟信号发生装置向仪表系统输入2850转/分时,仪表系统指示3000转/分,将数据带入公式(6.2)中,则此时的灵敏度为:

通过实验测得并计算出其余各表的灵敏度分别为:车速表1.05;冷却液温度表1.01;燃油余量表1.01。

4、结束语

本文提出了一个基于CAN总线的汽车智能仪表演示系统设计,应用自行设计的信号模拟装置对仪表进行了测试,缩短了仪表系统的开发周期。简化了电路,有效地节约了成本,同时提高了抗干扰能力和便于和其它系统通信以及进行数据处理能力,在稳定性、可靠性以及实时性完全达到了现代汽车仪表的要求,具有很好的经济性和实用性。

摘要：本文从CAN总线技术入手,以16位智能单片机为中央控制器,完成了汽年仪表系统和信号模拟装置的设计,并对该系统的总体性能做了测试。在总体结构及CAN通信模块的软硬件设计做了详细说明,以供学校教学演示、企业工程开发使用。

关键词：CAN总线,智能仪表,通信协议,模拟信号,中央控制器

参考文献

[1]杨忠敏,汽车仪表的发展现状,汽车电器[J],2004年第4期.

[2](法)胡思德(Daniel ROUCHB).汽车车载网络(VAN/CAN/LIN)技术详解.北京:机械工业出版社.2006.6.

[3]孙同景,Freescale 9s12十六位单片机原理及嵌入式开发技术[M]机械工程出版社,2008.5.

[4]邵贝贝,单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].清华大学出版社,2004.10.

[5]贾明平,张洪亭,周剑英.测试技术[M].高等教育出版社,2008.4.

CAN总线学习心得--重要 第5篇

CAN总线学习心得--重要

SJ A1 0 0 0 的常用标准波特率设置，为什么基本上都是单次采样？即使是低速的时 候也是这样的，既然T SEG1 的设置周期都很大，比如都大于1 0 了，为什么不让 他采样三次呢？答： 是不好理解，但那是Ci A 推荐的值。用5 1 系列芯片和两个SJ A1 0 0 0 接口还要外扩一个RAM,请问5 1 的AL E 能否同时 与三个芯片的AL E 管脚相连(地址不同)有哪位高手做过双SJ A1 0 0 0 冗余的请指 教!答： 能同时连接。请问CAN 总线在想传输1 0 0 0 m 的情况下, 最快的速度能到多少呢?答： 5 0 k b p s = 1 3 0 0 m。如果一个网络中只有2 个节点, 其中一个处于监听模式,另一个节点发送报文会 使处于监听模式的节点进入中断吗?答： 能进入接收中断，你自己的试验也可以证明。想组建一个简单的CAN 网络, 已经有两个节点, 我想问CAN 总线如何组建, 终端电 阻安装在哪里?小弟还没有入门, 大虾们指点一下。答1 ：直接将节点CANH 和CANL 连到总线上，终端电阻接在总线两端，大约1 2 0 欧。答2 ： 推荐北航出版《现场总线CAN 原理与应用技术》，研读一下。请问各位老师：我是一名c a n 总线的新手，我正在做c a n 总线的开发，控制器用 s j a 1 0 0 0 t(我自己两个控制板互通), 但我在发送数据后将出现总线关闭，我看到 发送错误计数器在不断增加，直到0 x f f 最后恢复到0 x 7 f , 谢谢各位老师帮我解 答这个问题。或者对我给与启发 答1 ；首先调通单个节点。答2 ：这是单节点发送没有成功(或者由于网络中其他节点没有收到帧并在响应 场响应)建议参考网站CAN 应用方案。我想请教各位c a n 远程贞有何作用？如何应用？在什么情况下才需要用到远程 贞？谢谢了！答：远程帧的用与不用完全取决你自己的协议，c a n 有远程帧的功能，是可用可 不用的！用网站提供的计算波特率的工具算出的数，1 2 k 以上的都正确，无论是自接收还 是两个节点通讯都没有任何问题。但是1 2 k 以下的数据一个都不能用，两个节点 通讯没有成功的，自接收有1 0 k 的几个数据成功。我们的项目要求必须在1 0 k 以下，最好是5 k，但是不成功，自己计算的数据也没有成功的。（我们至少试 验了3 0 多个，所有情况都考虑了。）我现在怀疑s j a 1 0 0 0 的波特率根本达不到5 k 和相对应的传输1 0 k m。或者可以谁能提供个经过实践检验的正确的总线定时器0 和1 的设置呢？要求低 于1 0 k。答：PCA8 2 C2 5 0 / 2 5 1 可以保证5 KBPS 的速率；比如Z L GCAN 系列接口卡。答：t j a 1 0 5 0 在低速时好像有问题。我用1 0 5 0 进行5 k 的时候不行，用8 2 c 2 5 0 很好，你可以试一试。我本想双机调试，一边收，一边发，但跑程序后，发送方会不断进入复位模式，所以现在进行自测试模式，我先进入复位模式，设置进入PEL I CAN 模式，对寄存 器初始化后，设置接收，发送中断使能，最后设置进入自接收，单滤波模式，这 样初始化就结束了，我的ACR0 ~ ACR3 为0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 0 x 5 0 , AMR0 ~ AMR3 为 0 x f f , 之后，我就往BUF F ER 里填数，0 x 8 8 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 0 , 0 x 3 0 , 0 x 3 1 ,.0 x 3 7 , 之后，启动自接收请求命令，但是程序只进入了中断一次，是发送空中断，接收中断没有产生，我读发送错误 寄存器，发现有错误产生，我读接收计数寄存器，为0，说明我没有收到数，但 我读接收BUF F ER 时，值为 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 以上测试时，我在CANH 和CANL 之间加入了两个1 2 0 欧的匹配电阻并联在一起的，请各位高手指点呀，谢谢了 答：在总线上加个CAN 接口卡会方便许多，或者加个捕获功能的示波器也可以检 测波形。仿真环境：k e i l u v 2 编译器：k e i l c 5 1 7.0 仿真器：t k s4 个CAN 通道。s j a 1 0 0 0 出现错误而中断的几率由多大呢？特别是发送错误，总线关闭等。答：注意CAN-b u s 是一个网络，调试网络时需要在另一端连接一个正常工作的 CAN 节点。CAN 是可靠的网络；测试过2RS-4 8 5 升级...》中有一些性能比较。单片机用的是5 1 系列，c 语言，如果SJ A1 0 0 0 模式寄存器的地址为 OXC0 0 0，请 问用什么样的命令来读写，然后判断该寄存器可以被正常读写。答：可以通过写入并验证SJ A1 0 0 0 测试寄存器（地址：0 x 0 9，名称：REG_ CAN_ T EST）的数值来判断CPU 与SJ A1 0 0 0 的硬件连接是否正确。例如，第1 次向SJ A1 0 0 0 测试寄存器REG_ CAN_ T EST 写入0 x 5 5 并读出验证；如果 通过，则再次向寄存器REG_ CAN_ T EST 写入0 x AA 并读出验证；如果2 次验证均通 过，说明CPU 与SJ A1 0 0 0 连接正确，否则需要检查相关的硬件连接。在《基于CAN 控制器SJ A1 0 0 0 控制器的Ba s i c CAN 控制模块》、《基于SJ A1 0 0 0 CAN 控制器的Pe l i CAN 模块》源代码中均有测试SJ A1 0 0 0 硬件接口函数，函数名称为： SJ AT e s t I n t e r f a c e，用户可直接调用。以下程序为《基于CAN 控制器SJ A1 0 0 0 控制器的Pe l i CAN 模块》中关于 SJ AT e s t I n t e r f a c e 函数的源代码。c h a r SJ AT e s t I n t e r f a c e(u n s i g n e d c h a r t e s t v a l u e){ c h a r s t a t u s = 0;b i t Er r o r F l a g = 1;u n s i g n e d c h a r Er r o r Co u n t = 0 x 2 0;u n s i g n e d c h a r t e mp = t e s t v a l u e;wh i l e(-CANT X(CAN2), CANRX(CAN1)-;i f(Se c Da t a = = 0){ Se c Da t a = 0 x 1 0;T H0 = 0 x 8 0;T L 0 = 0 x 6 0;Se c F l a g = 1;Se c o n d + +;} T R0 = 1;} v o i d I n i t Cp u(v o i d){ PX0 = 1;I T 0 = 1;EX0 = 1;ET 0 = 1;EA= 1;Se c Da t a = 0 x 1 0;} v o i d I n i t T 0(v o i d){ T mo d Da t a = T MOD;T mo d Da t a &= 0 x f 0;T mo d Da t a │= 0 x 0 1;T MOD = T mo d Da t a;T H0 = 0 x 8 0;T L 0 = 0 x 6 0;T R0 = 1;Se c Da t a = 0 x 2 0;Se c o n d = 0 x 0 0;} v o i d Sj a 1 0 0 0 I n i t(v o i d){ BCAN_ ENT ER_ RET MODEL()BCAN_ SET _ BANDRAT E(0 x 0 4);/ / 1 0 0 k BCAN_ SET _ OBJ ECT(0 x a a , 0 x f f);BCAN_ SET _ OUT CL K(0 x a a , 0 x 4 8);BCAN_ QUI T _ RET MODEL();SJ A_ BCANAd r = REG_ CONT ROL;* SJ A_ BCANAd r │= 0 x 0 a;/ / } 现在用示波器测CAN_ H 和CAN_ L，没有信号，请问是什么问题？注：这个参考一下吧，呵呵 问： 请教各位大虾：有没有CAN 局部测试程或意见？急需！谢谢！有没有人能给他的自测程序给我看看？帮帮我呀！答：网上有b a s i c CAN 例程，CANs t a r t e rI I 开发套件中提供的资源。问：请问各位高手，作为一个初学者应该如何学习CAN 总线技术？应该先学习哪 一些基本知识，请推荐妨相关书籍一二。谢谢！答：现场总线CAN 原理与应用技术 作者：饶运涛 邹继军 郑勇芸 出版社：北京航空航天大学出版社 问：又没有带CAN 控制器的可在线编程的8 位单片机呢，麻烦推荐一款吧 答：AT MEL AT 8 9 C5 1 CC0 X 系列不错！答：i n t e l 的8 9 C5 9 1 , 8 9 C5 9 2 都是片内带c a n 的8 位单片机。问：本来应用了CAN232，但是想提高系统的速度，想用PCI-CAN，做USB-CAN，但是想借此学习PCI，或USB，ZLG这里能想CAN 232一样，如果买了板子，提供代码，原理图吗？如果没有哪种开发板有呢，能推荐一下吗？答：系统而理论地学习CAN，建议选择CANs t a r t e r0 4-2 8 1 1 : 0 2 问：第一，接收信息的工作节点需要什么响应来确认？第二，接收的子程序未调 好是否意味收发两方均无法调试？如何确认发送成功？答：网络上同一速率的正常工作节点响应：1、已设定速率；2、在工作状态。完 全是由硬件(比如：SJ A1 0 0 0 芯片)完成ACK 确认。问：请问单个c a n 节点可以进行调试吗？是一块一路的c a n 适配卡，使用端口 地值3 0 0 h , 我使用wi n i o 进行读写的，可为什么，所有的单元读出来得数据都是 f f ？是因为只使用了单个节点c a n 控制器不能正常工作吗？答：s j a 可实现单节点调试；f f 应该是地址空间错误；问：我还是不太明白，你说的地址空间错误，是说s j a 1 0 0 0 的地址没有选通，地 址没有指向s j a 1 0 0 0 的寄存器吗？答：首先把读写片选信号产生了再去管s j a 1 0 0 0 吧。问：我用验收滤波器来选择接收CAN2.0 B 的一帧数据，2 9 位中只对其中几位进 行判别，其他位又不是定值，请问这该怎么办？可不可以掩住不关心的位？用范 围应该也可以实现，不过那样感觉不好，请教大家，谢谢！答：相关/ 不相关位最终都可以转化为范围描述。问：请教关于2 1 1 9 c a n 验收过滤器的问题 请问：1、在c a n s t a r t e r-i i 应用指南第4 2 页中提到的“f u l l c a n 标准地址” 与“标准单个地址”有何区别？2、第4 5 页表2.3 4 的“值”“字”“行”“i d 索引”是什么概念？答：f u l l c a n 标准地址放置的是需要自动执行接收存储的i d 索引表格(f u l l CAN 功能，查看相关的介绍)；标准单个地址仅仅是AF 接收/ 屏蔽标准i d 的索引表格，即和一般的接收过滤理解一致。答：f u l l c a n 模式下自动把符合的帧放在后面的r a m 里

概述整车CAN总线测试 第6篇

[关键词]整车；CAN总线；测试

近年来汽车电子技术发展迅速，CAN总线技术广泛运用于我国汽车行业。车辆CAN总线面对电磁环境相对恶劣，特别是那些具有多功率、大电流、高电压的车辆，这严重的增加了车辆CAN总线设计难度。将来的设计中应当有效评估车辆通信品质进而保证车辆的稳定性和安全性。

一、测试工具

测试运用的工具包括：CANoe+CANcaseXL、CANstressDR和数字示波器。CANoe是ECU和网络分析、测试、开发的专用工具，支持需求分析到系统实现的整体系统开发过程。检测中CANcaseXL和CANoe硬件配套用于观察ECU发送接收、估算总线负载率、记录总线数据功能。

CANstressDR作为独立运行硬件，能够与CAN网络直接串连，将各种干扰逻辑施加在CAN总线上，进而验证CAN和ECU总线抗干扰能力。测试中CANstressDR的作用在于通过模拟施加故障干扰总线。

数字示波器作用在于观察记录总线电平状态，并对总线电平进行初步解析。数字示波器的主要参数为：1亿次/秒采样速率；分辨率+10ns。

二、测试方法

将车辆CAN网络系统的集成测试平台和测试设备串连到一起，只针对车辆CAN网络系统集成测试平台各个ECU外部接口进行测试，不改变ECU。根据图1

进行测试设备连接。

三、测试内容和评价标准

（一）物理层测试

如图2进行CAN总线物理连接，将负载电阻R串连在总线梁端，电阻作用在于抑制总线内部信号的反射。不应当在ECU内部设置R，防止内部设置R的ECU同总线连接断开时，总线失去终端电阻。

当总线所有ECU总线发送器为关闭状态，也就是ECU内三极管都介质，总线处于隐性状态。在该状态所有ECU带高内阻电压电源生成总线平均电压。接受操作可参考图2显示的电阻网络。

当ECU接通的总线驱动电路大于一个时，也就是成对三极管里接通的对数大于一个，总线就会产生一个显性位。这样终端电阻就会通过电流，这样总线两根线间就会产生差动电压。总线上的差动电压能够通过电阻网络转换成接收电路的比较器输入处相应的显性或隐性电平，进而检测出隐性和显性状态[1]。

第一，隐性输出电压测试，用于判断总线中断开的ECU的CAN_L和CAN_H隐性输出電压符不符合ISO11898-2定义。评价标准：①2.0≤UCAN-H≤3.0V；②2.0V≤UCAN-L≤3.0V；③-500mV≤Udiff≤500mV。

第二，显性输出电压测试，用作判断总线上断开的ECU的CAN_L与CAN_H显性输出电压符不符合ISO0011989-2定义。评价标准：①2.75V≤UCAN-H≤4.6V；②0.5V≤UCAN-L≤2.26V；③1.6V≤Udiff≤3.0V。某乘用车动力CAN开发项目中，CAN总线显示的输出电压测试结果如表1，测试波形图如3、4.

第三，位下降/上升时间测试，用于判断ECU发送CAN总线信号的显性转隐性和隐性转显性的时间，判断位下降/上升时间符不符合测试规范要求。图5为位下降/上升的时间。评价标准：①20ns≤trise≤200ns；②20nstfall≤400ns。

第四，位时间精度测试，用于判断ECU发送CAN报文时间的精确度符不符合物理层规范定义。评价标准：位时间精确度为±0.5%。

第五，信号对称性测试，用于判断CAN_L和CAN_H信号对称性服不服和物理层规范定义。评价标准包括①位时间的前部，信号电压应当处于82%位结束电压值至165%位结束电压值之间；②位时间后部，信号电压处于96%位结束电压值至106%位结束电压值之间[2]。

（二）数据链路层测试

根据CAN2.0B定义，控制器能够识别的ID数据帧包括11位、29位，即标准帧、扩展帧。如图6、7为帧格式。

第一，扩展报文帧和标准报文帧兼容性测试，用于判断ECU能够兼容11位ID标准帧的CAN报文、29位ID扩展帧的CAN报文。评价标准：测试中ECU能够兼容29位ID扩展帧和11位ID标准帧，不可发送任何错误帧。

第二，100%总线负载下报文接受能力的测试，用于判断CAN总线负载率为100%时，ECU能够处理接受到的CAN总线信息，并在CAN总线负载率达到正常水平后恢复。评价标准：①在运用低优先级ID增加总线负载率的检测过程中，ECU应当处理接收到的所有CAN总线信息，同时连续发送总线信息；②在运用高优先级ID增加总线负载率至100%时，ECU可以出现CAN总线报文的发送失败情况，总线负载率重回正常水平后，ECU恢复CAN总线报文发送；③在全部测试过程中，ECU不应发送任何错误帧。

（三）网络错误处理测试

第一，单个节点脱开测试，用于检测单个节点断开后ECU中CAN总线通信状态，并检测修复该故障后ECU能够正常进行CAN总线通信。评价标准：①单个节点断开后，该节点ECU可以不具有CAN总线报文接收和发送功能，不可引起该节点ECU出现任何形式损坏。其余节点应当可以继续数据通信；②恢复断开的节点后，该节点ECU应重新实现CAN总线报文的接收和发送功能。

第二，接地或节点电源断开测试，用于检测某节点同电源脱开后或同搭铁脱开后ECU的CAN总线通信状态，进而检测该故障修复后ECU弄否重新实现CAN总线通信。评价标准：①节点与电源脱开或者在低电压状态时，CAN总线网络不能被拉低，剩余节点能够继续数据通信，故障节点ECU可以不具备CAN总线报文接受和发送功能；②节点与搭铁点脱开，CAN总线网络不能被拉高，剩余节点可以继续数据通信，故障节点ECU可以不具有CAN总线报文接受和发送的功能；③故障节点故障恢复后，该节点ECU应重新实现CAN总线报文接受和发送功能。

第三，CAN_H断路测试或CAN_L断路测试，CAN_H断路测试用于检测CAN_H断路时ECU中CAN总线的通信状态，并检测修复该故障后ECU中CAN总线的通信状态。评价标准：①CAN_H断路时，在不同于断开点一侧节点间，数据通信无法进行。在CAN_H断开点的同侧节点间，能以实现数据通信；②修复CAN_H断路故障后，节点ECU能够重新实现数据通信。CAN_L断路测试用于检测CAN_L断路后ECU中CAN总线的通信状态，并检测修复该故障后ECU的CAN总线通信状态。评价标准：①CAN_L断路后，在不同于CAN_L断开点的一侧的节点间，数据通信无法实现。在CAN_L断开点的同一侧节点间能够恢复数据通信；②修复CAN_L断路故障后，各节点ECU能够实现数据通信。

第四，CAN_L和CAN_H同时断路检测，用于測试CAN_L和CAN_H同时断路时ECU中CAN总线通信情况，并检测修复该故障后各ECU种CAN总线的通信状态。评价标准：①CAN_L和CAN_H于同一位置断开，在不同于断开点的一侧节点间，数据通信无法实现。在和断开点同侧的节点间，能够恢复数据通信；②修复CAN_L和CAN_H同时故障后，ECU能够重新进行数据通信。

第五，CAN_H与电源短路测试或CAN_L与电源短路测试。CAN_H评价标准：①电源电压不小于总线正常电压，ECU可以不具有CAN总线报文的接收和发送功能。②修复CAN_H与电源断路故障后，各节点可以恢复CAN总线报文的接收和发送功能。CAN_L评价标准：①短路后，ECU可不具有总线报文接收和发送功能，不可以任何形式损坏ECU.②修复故障后，各节点能够实现总线报文的接收和发送功能。

第六CAN_L与搭铁短路测试和CAN_H与搭铁短路测试。CAN_L评价标准：短路后，总线电压没有超过正常范围，总线可以进行数据通信。CAN_H评价标准：①短路后，不要求ECU具有总线报文接收和发送的功能，不可损坏ECU.②修复故障后，各节点能够重新实现总线报文接收和发送的功能。

第七，CAN_H对CAN_L短路测试。①短路后，ECU不需要具有总线报文接收和发送功能，不能损坏ECU.②修复故障后，各节点能够再次进行总线报文的接收和发送功能。

结语

本文详尽的分析了CAN总线开发设计中故障测试、数据链路层、物理层等内容，希望本文测试结果能够为主机厂设计开发整车CAN通信提供参考依据。

参考文献

[1]王欢，杜全辉，尹华军.纯电动轿车CAN总线系统开发[J].汽车工程学报，2011，（05）：147-152.

CAN总线在汽车领域的应用 第7篇

1 CAN总线的发展

在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性要求不尽相同,且因多条总线构成的情况复杂、线束数量增加。原以为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后,CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化,在欧洲已是汽车网络的标准协议,CAN的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面[1]。

2 汽车CAN总线技术的特征

(1)设计目标。

对于汽车CAN总线传输而言,必须要保证以下几方面:信号的逻辑“0”要与信号的逻辑“1”进行明显的区分;具备利用信息内容解决总线访问堵塞的能力;具备最优化的传输速率;节点自动故障诊断和节点快速成功访问总线的能力;汽车CAN总线能够随着数据传输率的增加具备一定的可扩充性等。

(2)数字信号的编码。

正确编码数字信号对于确保信息可靠性传输,具有重要作用。汽车局域网数据信号基本采用两种方式:不归零制(NRZ)和脉宽调制(PWM)。采用不归零制进行信息传输,一般用于传输速率较高的场合,速率上限为1 Mb·s-1;而采用脉宽调制作为编码方案时,一般用于传输速率较低的场合,速率上限为3×105kb·s-1。

(3)网络拓扑结构。

汽车CAN总线具有以下优点:总线结构简单、可靠性高、电缆短、无源元件、布线容易、易于扩充。如果需要增加CAN总线长度,可利用中继器加入一个附加段。如需增加新节点,只需在汽车CAN总线的某点将其接入。CAN能够使用多种物理介质,例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送,两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”,静态时均约为2.5 V,此时状态表示为逻辑“1”,也可称为“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”,称为“显性”,此时,通常电压值为CAN_H=3.5 V和CAN_L=1.5 V。

3 CAN总线在汽车领域的应用

(1)CAN总线技术的应用。

国外知名汽车基本都已经采用了CAN总线技术,例如沃尔沃、林肯、奥迪、宝马等,而国内汽车品牌,例如奇瑞等公司也已经有几款车型应用了总线技术。CAN总线技术就是通过遍布车身的传感器,将汽车的各种行驶数据发送到“总线”上,在这个信息共享平台上,凡是需要这些数据的接收端都可以从“总线”上读取需要的信息,从而使汽车的各个系统协调运作、信息共享、保证车辆安全行驶、舒适和可靠。一般来说,越高档的车配备的CAN-BUS数量越多,价格也越高,如途安、帕萨特等车型当中都配备了多个CAN总线[2,3]。

(2)汽车CAN总线节点ECU的硬件设计。

汽车CAN总线研发的核心技术就是对带有CAN接口的ECU进行设计,其中ECU的CAN总线模块由CAN控制器和CAN收发器构成。CAN控制器执行完整的CAN协议,完成通讯功能,包括信息缓冲和接收滤波。CAN控制器与物理总线之间需CAN收发器作为接口,它实现CAN控制器与总线之间逻辑电平信号的转换[4,5,6]。

(3)CAN总线在国内自主品牌汽车中的应用[7]。

由于受成本控制、技术实力等因素的限制,CAN-BUS总线技术一般都出现在国外高端汽车,在A级及以下级别车型当中,该项技术大多出现在合资品牌当中,如POLO、新宝来等。在自主品牌中,采用CAN总线技术的车型中很少,风云2则是其中的代表车型。风云2 CAN总线技术,可以实现发动机、变速箱、ABS、车身、仪表及其他控制器的通讯,做到全车信息及时共享。在风云2的组合仪表盘当中,阶段里程、未关车门精确显示、安全带未系提醒等20多项信息全部可以显示,比同级产品增加一倍,这样增加了驾驶过程中的安全度。

另外,在CAN总线技术的帮助下,内部各种传感器实现信息共享后,大大减少了车体内线束和控制器的接口数量,避免了过多线束存在的互相干涉、磨损等隐患,降低了汽车电气系统的故障发生率。打开发动机舱盖,看到的是清晰简洁的舱内布局。维修方面,CAN总线技术的应用也使得故障排查得到最便利的保证。CAN总线智能管家系统符合欧美OBDII标准法规,实现了在线诊断的功能。在车辆发生故障后,各个控制器通过CAN总线智能管家系统存储故障代码,由专业人员,通过诊断仪为车辆诊断出各种故障状态,快速准确地查找到故障点,第一时间排除故障。利用CAN总线技术实现系统集成的信息传输,大大提高了各部件的响应速度,减少了配件磨损发生率,也相应的降低了维修成本;而且,先进集成技术的应用,也大幅提高了车辆自身的科技含量,增强了产品竞争力。

摘要：CAN总线技术因具备独特的设计、较高的可靠性及特性,适合工业过程监控设备的互连。众多知名品牌汽车也已采用CAN总线技术。文中分析了CAN总线的发展和汽车CAN总线技术的特征,对CAN总线在汽车领域的应用进行了深入的探讨。

关键词：CAN总线,汽车电子,智能系统

参考文献

[1]绕运涛,邹继军,王进宏,等现场总线CAN原理与应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[2]王练,刘坚.控制器局域网络在大众汽车中的应用[J].汽车电器,2000(2):147-149.

[3]蔡月明,刘浩.基于CAN总线的工业控制系统[J].中国仪器仪表,2001(5):130-135.

[4]张喆.CAN总线MAC层协议分析[J].青岛建筑工程学院学报,2003(3):141-143.

[5]徐进,刘德营,张红军.基于CAN总线的开放式数控系统的研究和实现[J].机床与液压,2004(2):120-123.

[6]张平均,孙棣华.汽车电气系统网络化技术及车身系统总线结构研究[J].汽车电器,2003(1):103-106.

基于CAN总线的汽车仪表设计 第8篇

关键词：嵌入式系统,汽车电子,组合仪表,CAN总线

前言

近年来微电子技术的高速发展, 使汽车电子行业也迅速崛起。汽车电子产品已经占到整车成本的30%乃至更高。随之而来的问题也逐步的显现。如车身的电子线束不断增加、电子产品间的相互电磁干扰等。为解决相关问题, 在汽车行业出现了车身总线系统。由于总线系统大幅度降低了线束开销, 同时又提高了信息的可靠性和电磁兼容性, 所以在短时间内得到了快速的发展。

1 CAN总线汽车仪表的总体设计

仪表是用于J1939协议的CAN车身网路的一个节点。车身网络一般还包括以下节点:发动机、变速箱和电控单元等节点。本网络采用总线结构网络拓扑。仪表可以通过CAN总线收发报文或通过采集模拟量传感器数据来实现对车辆相关信息和各仪表状态的指示。仪表主要包括以下部分:用于车辆信息指示的发光管指示单元、用于车辆信息指示的液晶屏、用于指示车辆当前状态的各指示仪表、电压模拟量接口、频率模拟量接口、CAN总线接口和人机交互按键。

2 仪表硬件设计

仪表采用的Freescale的MC9S12XHZ512的双核处理器。本处理器是一款专为汽车仪表设计的双核16位处理器。硬件设计的总体结构框图如图1所示。

3 软件功能模块设计

在移植完成u C/os-II的内核之后, 系统的软硬件平台基本已经成型。接下来的工作就是根据项目的实际需要, 在这个平台上开发应用程序。数字仪表盘的软件需要完成以下工作:测量并计算油量、水温、机油压力等模拟量;测量并计算车速和发动机转速, 驱动步进电机指针指示;利用CAN总线网络与车身其他结点进行通讯、扫描连接在仪表上的开关量、控制信号指示灯、计算汽车里程和实时时钟显示。

3.1 任务划分与分析

在一个完整的系统中, 进行合理的任务划分对系统的运行效率和实时性影响极大。任务划分的太细会增加系统的任务间频繁切换, 从而给系统带来繁重的开销;而任务划分的不够彻底, 则会造成原来可以并行同时运行的操作, 现在只能按照顺序串行来完成, 从而减少了系统的吞吐量。为了使系统在效率和吞吐量之间达到平衡与折衷, 这就要使任务间没有相互依赖的关系, 它们任务优先级不相同, 它们在逻辑功能上相互独立, 互相分开和任务间的通信数据量要少。系统的任务划分如下:模拟量计算任务、里程计算任务、LCD显示及时钟计算任务、CAN总线数据处理任务和开关量处理及信号指示控制任务。

3.2 中断设计

由于本处理器是由一个指令频率为40MH的复杂指令集的S12内核与一个指令频率为80Mhz的精简指令集的XGATE内核组成的双核处理器。为了提高系统的实时性, 系统将全部的中断处理都分配给了XGATE协处理器内核。这样可提高数据采集的实时性, 同时减轻系统主内核 (即S12内核) 的系统负担。协处理器主要控制外设完成对电压模拟量采集、频率模拟量采集、CAN总线数据的接收和步进电机的驱动。在系统中两个内核的通讯是通过互斥信号量来实现数据缓冲区独占方式的数据交互。

3.3 优先级分配

根据单调执行率调度法RMS (Rate Monotonic Scheduling) , 执行最频繁的任务优先级应最高。但是在某些情况下, 最高执行率的任务并非是最重要的任务。因此任务优先级的分配必须综合考虑各任务执行率与重要性, 并根据程序实际运行的需要进行调整。本系统的任务优先级如表1所示。

结束语

汽车CAN总线技术原理及检测维修 第9篇

1.1 CAN数据总线通信内容。

图1为CAN数据总线大众途安汽车CAN总线系统原理框图。该CAN总线系统由网关、发动机管理系统、变速箱控制系统、ABS制动控制系统、舒适系统组成。各个控制器之间通过CAN总线进行通信, 以实现传感器测量数据的共享以及控制指令的发送和接收等, 并使各控制器的控制性能都有所提高, 从而提高系统的控制性能。通信的信息类型为信息类和命令类。信息类主要是发送一些信息, 如传感器信号、诊断信息、系统的状态。命令类则主要是发送给其他执行器的命令。通信有以下主要内容:

1.1.1 车辆起动时的自检。

网关负责向各个模块发送自检命令, 并收集各个模块的返回信息。通过分析处理, 及时地发现问题, 并将故障信息存储到故障存储器中。为解决问题提供信息参考。

1.1.2 加速过程通信。

加速操作时, 网关采集加速踏板信号、燃油喷射信号、发动机转速信号, 根据控制策略, 通过CAN总线将信息传递给自动变速器控制单元, 设置变速器档位。

1.1.3 制动过程通信。

在制动过程中, 制动踏板信号直接下传到ABS控制器, 同时通过CAN总线上传到网关。网关根据控制策略, 通过CAN总线设置发动机转速等参数。

1.1.4 周期性数据刷新通信。

发动机转速、汽车速度、氧传感器等信息, 分时段的通过总线传递给相应的控制单元, 判断是否工作正常。

1.1.5 运行过程中监控。

在车辆运行过程中, 检测总线上数据帧的收发情况, 及时发现总线异常, 自动作出紧急处理, 甚至向驾驶员发出警报。

1.2 CAN总线的数据传递过程。

仪表上显示过程为例来讲述“转速信号”这个数据的传递。

1.2.1 信息格式转换与请求发送信息。

首先是发动机控制单元的曲轴位置传感器接收到转速值, 该值以固定的周期 (循环往复地) 到达微控制器的输入存储器内 (送到发动机) 。由于瞬时转速值还用于其他控制单元, 如组合仪表, 所以该值应通过CAN总线来传递。于是转速值就被复制到发动机控制单元的发送存储器内。

该信息从发送存储器进入CAN构件的发送邮箱内。如果发送邮箱内有一个实时值, 那么该值会由发送特征位 (举起的小旗) 显示出来。将发送任务委托给CAN构件, 发动机控制单元就完成了此过程中的任务。

发动机信息按协议被转换成CAN的特殊格式。CAN特殊格式 (包含有) :“标识”11位、“信息内容”0～8位、“CRC”16位, “应答场”2位。

标识:发动机_1 (转速) , 信号内容=转速的数值 (多少转) 。当然发动机信息也可包括其他值, 如怠速、扭矩等, 见图2。

在下面的流程图中, CAN信息是用图3来说明的。

1.2.2 发送开始——总线空闲判断。

当发送邮箱内有一个实时值, 表明发动机准备向外发送信息, CAN构件通过RX-线来检查总线是否有源 (是否正在交换别的信息) , 必要时会等待, 直至总线空闲下来为止。某一时间段内的总线电平一直为1 (一直处于无源) 状态, 表示总线空闲, 如图4所示。

1.2.3 发送信息。

如果总线空闲下来, 事先存在发送存储器的“发动机转速信息”就会被发送出去, 如图5所示。

1.2.4 接收过程。接收过程分两步。

第一步:检查信息是否正确。连接的所有装置都接收发动机控制单元发送的信息。该信息是通过RX线到达CAN构件各自的接收区。

接收器接收发动机发送的转速信息, 并且在相应的监控层检查这些信息是否正确。这样就可以识别出, 只在某种情况下某一控制单元上出现的局部故障。

所有连接的装置都接收发动机控制单元发送的信息 (广播) , 可以通过监控层内所谓的CRC校验和数来确定是否有传递错误。CRC是Cycling Redundancy Check的缩写, 意思是“循环冗余码校验”。在发送每个信息时, 所有数据位会产生并传递一个16位的校验和数。接收器按同样的规则, 从所有已经接收到的数据位中计算出校验和数。随后接收到的校验和数与计算出的校验和数进行比较。

如果确定无传递错误, 那么连接的所有装置会给发射器一个确认回答, 这个回答就是所谓的“信息收到符号” (Acknowledge, 简写为Ack) , 它位于校验和数后, 如图6所示。经监控层确认后的正确数据会到达CAN构件的接受区, 如图7所示。

第二步检查信息是否可用。已接收到的正确信息会到达相关CAN-构件的接受区, 在那里来决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果不是, 该信息就被拒收 (丢弃) ;如果是, 该信息就会进入相应的接收邮箱。如仪表工作过程需要发动机转速信号, 所以发动机转速信息通过仪表的接受层的检查, 到达仪表的接收邮箱。并升起“接收旗”, 以通知控制单元。

连接的组合仪表根据升起的“接收旗”就会知道, 现在有一个信息 (如转速) 在排队等待处理。组合仪表调出该信息并将相应的值复制到它的输入存储器内。

于是通过CAN构件发送和接收信息的过程就结束了。在组合仪表内, 转速经微控制器处理后到达执行元件并最后到达转速表。这个信息交换过程按设定好的循环时间 (如每10ms) 在持续地重复进行。

1.2.5 先进的位仲裁。

如果多个控制单元同时发送信息, 那么数据总线上就必然会发生数据冲突, 为了避免发生这种情况, CAN总线采用了仲裁方法来处理这类冲突。

要对数据进行实时处理, 就必须将数据快速传送, 这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。CAN总线以报文为单位进行数据传送, 报文的优先级结合在11位标识符中, 具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。例如, 当3个站同时发送报文时, 站l的报文标识符为011111, 站2的报文标识符为0100110, 站3的报文标识符为0100111。通过比较3个站的报文标识符, 发现所有标识符前面2位相同都为01, 直到第3位进行比较时, 站1的报文被丢掉, 因为它的第3位为高, 而其他两个站的报文第3位为低。站2和站3报文的4、5、6位相同, 直到第7位时, 站3的报文才被丢失。注意, 总线中的信号持续跟踪最后获得总线读取权的站的报文。在此例中, 站2的报文被跟踪。这种非破坏性位仲裁方法的优点在于, 在网络最终确定哪一个站的报文被传送以前, 报文的起始部分已经在网络上传送了。所有未获得总线读取权的站都成为具有最高优先权报文的接收站, 并且不会在总线再次空闲前发送报文。CAN具有较高的效率是因为总线仅仅被那些请求总线悬而未决的站利用, 这些请求是根据报文在整个系统中的重要性按顺序处理的。这种方法在网络负载较重时有很多优点, 因为总线读取的优先级已被按顺序放在每个报文中了, 这可以保证在实时系统中优先级较高的报文, 优先占用总线, 传递信息。对于主站的可靠性, 由于CAN协议执行非集中化总线控制, 所有主要通信, 包括总线读取 (许可) 控制, 在系统中分几次完成。这是实现有较高可靠性的通信系统的唯一方法。

2 CAN总线控制系统的检修

2.1 CAN总线故障形式及检测:

(1) CAN-High和CAN-Low短路; (2) CAN-High对地短路; (3) CAN-High对正极短路; (4) CAN-High断路; (5) CAN-Low对地短路; (6) CAN-Low对正极短路; (7) CAN-Low断路。

这些故障可通过专用仪器测量波形, 如大众车系的专用检测仪5051测量波形来检测。

典型故障1:Can-Low断路, Can-Low断路是在Can-Low上出现断开区域。

典型故障2:CAN-High断路, CAN-High断路是在CAN-High断路上出现断开区域, Can-Low断路波形与CAN-High断路波形相似。

典型故障3:Can-Low与电瓶短接, 短接后的波形整体被提高。

典型故障4:Can-Low与地短接, Can-Low信号对地输出, 波形表现为近似一条直线。

典型故障5:Can-Low与Can-high短接, 短接后高低总线波形相同。

典型故障6:Can-Low与Can-high交叉连接, 控制单元的输出总线一条本是Can-high, 但却接到了总线上的Can-Low。另一条是Can-Low, 却接到了总线上的Can-high。

示波器检测出具体的波形, 从而代表不同的故障原因, 根据波形查找出具体的故障部位, 并予以排除。

2.2 CAN总线系统中终端电阻的检修。

终端电阻的检测。终端电阻可利用万用表在线对比诊断, 诊断方式如下: (1) 拆下蓄电池电压线。 (2) 启动点火开关, 使各存电设备充分放电。 (3) 用万用表的表笔, 分别接在Can-Low与Can-high上。 (4) 将一带终端电阻的电控单元插头拔下, 观察万用表阻值变化, 阻值有变化, 此总线终端电阻正常, 否则损坏。 (5) 依次对比分析, 观察有终端电阻的控制单元。

2.3 CAN总线的维修。

如果CAN总线为双绞线导线, 若导线有破损或断路需要接线时, 每段长度应小于50mm, 每两段接线之间长度应大于100mm, 如果需要在中央接点处维修, 则严禁打开接点, 只允许在距接点100mm以外断开导线。接线点处, 要做好屏蔽处理, 以免干扰源对传输信号干扰。另外, 每条CAN总线导线长度应不超过5m, 否则导线所传输的脉冲信号会失真。

参考文献

[1]管秀君.汽车单片机及局域网技术[M].北京:人民交通出版社, 2005.

[2]TOURAN技术培训[Z].2004, 9.

基于CAN总线的汽车网络控制研究 第10篇

关键词：CAN总线,智能,节点

一、 CAN总线系统硬件设计

1.1 CAN总线节点。在CAN总线环境中, 一共有两个系统节点, 这两个节点主要负责对信号的处理和信号传输。而系统电源也是通过脉冲方式工作, 这就使得车内的功能消耗的脉冲特性更加突出, 作用是使得整个CAN总线系统中的功率始终保持在一个稳定的水平。

在系统中, 需要使用DSP作为电源, 不过由于汽车通常是12V或者24V的电源, 这就使得汽车在充电或者启动时, 电压会急剧变化, 真对这种情况还需要使用DC/DC交换器, 这样才能给CAN系统提供稳定的电源电压。

1.2 信号采集。CAN系统中还具有信号采集的功能, 信号采集是通过很多传感器对汽车发动机的转速、压力、车速以及水温进行数据采集, 而传感器包括了水温、油量、油压等模拟信号, 这些模拟信号就能保证这些信号的准确率。模拟信号通过隔离处理后经过转换器的测量, 就能对汽车各个部位进行实时的监控和测量。

1.3 硬件电路抗干扰措施。由于汽车的运行环境多种多样, 因此在系统中必须要设计各种保护措施, 保证系统能够在各种环境中能够稳定运行[1]。

首先系统的印刷电路板就采用了高密度集合体工艺, 这种工艺能够较好的抵抗干扰, 同时还能对各种广电实施隔离, 并且由于具备了地线的设计, 因此系统也具有机壳地和数字地、模拟地等功能。

二、CAN总线系统软件设计

2.1 通信模块设计。通信模块是由一个16 位的控制模块构成, 该模块具有很强大的功能, 包括了支持CAN2.0B协议;具有6 个邮箱, 能够根据需要, 选择邮箱发送;邮箱0、1 和2、3 包含局域接受屏蔽寄存器;模块具有中断配置编程功能;具有总线唤醒功能;具有远程请求功能;具有自动错误诊断功能。CAN总线的通信模块是整个系统的核心, 该通信模块由初始化程序、发送、接受程序构成。

2.2 智能测控节点设计。智能测控节点设计包括了初始化和主循环两大部分。初始化部分仅仅是在启动或者复位时使用, 而主循环则是在工作中不断使用, 在工作中不断分配多个子任务。初始化部分的实现主要依靠软件的DSP工作寄存器以及I/0端口以及各种通信参数的配置来够成。

2.3 软件抗干扰措施。由于车内的电子线路非常复杂, 因此就必须要设计严格的抗干扰措施。软件抗干扰的前提就是系统中抗干扰软件必须要保证能在干扰环境下正常工作。在DSP环境中, 由于程序所有的数据都存在在ROM中, 因此这就很大程度上保证了抗干扰的实施。

三、多媒体系统总线标准

汽车多媒体通常分成低速、高速和无线三种类型。

低速通常用于远程通信以及相关的信息诊断, 同时是按照IDB-C标准进行通信的。这时候IDB-C标准是根据CAN总线按照300kb/s速度进行传输。由于这种低速传输的成本非常低, 因此在近些年也逐渐成为很多汽车厂家通信协议之一。

高速通常是用于音频和视频的通信, 例如MP3、DVD等多媒体播放, 这种高速通信使用的媒介是光纤, 例如D2B、MOST等。

D2B是汽车多媒体和通信分布式网络的简称, 它使用光纤进行传输, 通过D2B即可使用CD播放、电话和使用互联网[2]。

此外, 蓝牙也是常用的汽车通信协议之一, 蓝牙技术在很多汽车厂商中已经广泛使用, 例如信息通信以及声音通信等, 都广泛使用了蓝牙协议。

四、结束语

随着电子技术大规模在汽车领域上的应用, 网络技术也逐渐作用在汽车行业中找到一席之地, 利用网络技术, 汽车的操作安全性、稳定性都有了质的提升。

可以说, 汽车中使用网络也是网络技术的一种延伸。智能交通系统包括了汽车智能化、公路智能化以及GPS等, 在系统中, 汽车具有了各种各样接受和发送信息的功能, 例如接受GPS信号、管理信息、安全服务等。可以说CAN通信网络为这些实现的可能提供了必要的环境。

参考文献

[1]徐爱钧.单片机高级语言C51应用程序设计[M].北京:电子工业出版社, 1998:365-450.

汽车CAN总线 第11篇

[关键词] CAN总线 RS485总线 CAN/485 PIC18F248

1引言

RS485是一种最早流行的串行通信协议，由于采用了差分电平传输技术，RS485传输距离比RS232更远、抗共模干扰能力更强，因此很适合在工业现场应用，工业现场设备如变频器、可编程控制器等都带有RS485接口。但与CAN总线等更为先进的现场工业总线相比，RS485只有物理层，构成的通信系统只能采用主从结构，使用不便；另外，它在传输速度、传输距离和传输可靠性等性能上也不如CAN总线。因工业现场组网改造的需求，我们要把具有RS485接口的装置、智能仪表等接入CAN总线网络，那么能实现RS485和CAN总线协议相互转换的接口卡是必不可少的。本文对RS485与CAN总线通信过程中遇到的协议转换问题进行了研究和分析，设计出了一套适合于工业现场使用的CAN/RS485接口卡，并给出了系统的软、硬件实现方案。

2设计思想及原理

从硬件上考虑，网关要能实现RS485逻辑电平和CAN总线标准逻辑电平间的相互转换；由于该接口卡要在工业现场应用，所以要求接口卡设计能实现电气隔离、具有强抗干扰能力、低功耗和总线供电，这也是本系统设计的重点和难点。从软件考虑，接口卡应能实现RS485协议与CAN总线协议间的转换。综合以上情况，本系统的设计原理如图1所示：RS485总线上的数据经过485接口芯片后变成TTL电平，并输入到微处理器进行处理；CAN总线数据的收发由CAN总线控制器和CAN总线收发器来完成；协议的控制和数据的转换则由微处理器来完成。

图1 系统原理图

3系统硬件设计

3.1主系统设计

由于应用环境特殊，接口卡要能实现电气隔离和总线供电、要具有强抗干扰能力和低功耗及便携等特点，因此在系统设计中所采用的芯片均是低功耗、体积小的贴片封装；卡上设有光电隔离模块，以实现完全电气隔离，使CAN/485具有很强的抗干扰能力，大大提高了其在恶劣环境中使用的可靠性。主系统电路图如图2所示，主要由微控制器及其外围扩展电路、CAN总线通信电路和RS485接口电路三部分组成。

图2 主系统电路图

3.1.1 CAN总线通信设计

在设计CAN总线通信电路时，可以选择独立的CAN控制器如82C200、SJA1000等，但独立的CAN控制器芯片需要外接一个微处理器来接收外部的控制。在本系统设计中，我们选择了内部带有CAN控制器的单片机PIC18F248，它不需再外扩CAN接口，只需加一个总线驱动芯片即可，方便了系统调试并大大简化了系统的硬件设计。

PCA82C250是PHILIPS公司生产的CAN总线驱动器，它将PIC18F248单片机CAN控制器输出引脚的TTL电平转换为CAN总线上的差分信号。在硬件电路设计时应注意的是，在通讯总线两端应各接一个120欧的总线匹配电阻，否则数据通讯的抗干扰性及可靠性大大降低，甚至无法通讯，这在工业现场表现得尤为突出。

为增加系统的抗干扰能力，在PCA82C250与PIC18F248单片机CAN控制器输出、输入引脚（RB2、RB3）之间使用2个高速光电耦合器6N137，以实现总线与控制器的隔离。整个系统的节点控制器都通过PCA82C250与CAN总线相连，以保护总线不受瞬态冲击的影响，并可以提高节点的总线驱动能力，增强系统抗电磁干扰能力。

3.1.2 微控制器部分设计

PIC18F248是Microchip公司2002年研制出的具有CAN总线接口的高性能的单片机，它的CAN模块的主要特性有:完全支持CAN2.OA和CAN2.0B协议，数据长度为0－8个字节，最高通讯速率可达1M b/s，具有对已经接收到缓冲器中的信息进行两次排序的双重缓冲器，6个接收滤波器，可编程的唤醒功能，可编程的反馈模式能进行自我测试操作，对于所有的CAN接收和传输错误的情况都能进行信号中断等。

3.1.3 RS485接口电路设计

RS485接口电路采用使用了一种RS485接口芯片SN75LBC184，与普通的RS485芯片相比，它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8 kV的静电放电冲击，可承受高达400 V的瞬态脉冲电压，能显著提高防止雷电损坏器件的可靠性，尤其适用于一些环境比较恶劣的现场。

在图2中，四位一体的光电耦合器TLP621使PIC18F248与SN75LBC184之间实现了完全的电隔离，提高了工作的可靠性。基本原理为：当PIC18F248的管脚RB4 =0时，光电耦合器的发光二极管发光，光敏三极管导通，输出高电压选中RS485接口芯片的DE端，允许发送。当单片机PIC18F248的管脚RB4 =1时，光电耦合器的发光二极管不发光，光敏三极管不导通，输出低电压，选中RS485接口芯片的RE端，允许接收。同时，在SN75LBC184的R端（接收端）和D端（发送端）与PIC18F248之间使用2个高速光电耦合器6N137，以实现总线与控制器的隔离，增加系统的抗干扰能力。

3.2电源设计

由于光耦器件6N137两侧电源必须完全隔离，因此在本系统设计中需要三组隔离的电源供电。工业现场一般只提供9V的直流电源，而系统工作电压为5V。为此，在电源设计时需先将9V的直流电压经过低压差电源芯片LM1117，使输出电压变为5V；然后将5V直流电压经过DC－DC电源模块从而得到隔离电压。其连接图见图3：

图3 系统电源设计

4系统软件设计

CAN/485接口卡的主要任务是实现CAN总线与RS485总线间的通信，完成二者的协议转换。在本系统中，CAN总线通信采用CAN2.0B协议；而RS485总线只有物理层，它的通信协议要根据应用情况来制定。系统软件设计流程如图4所示：

图4 系统软件流程图

其中，PIC18F248单片机CAN模块的初始化是软件设计重点和难点，其初始化流程图如图5所示：

图5 CAN初始化流程图

5总结

本文结合工业现场生产的特点和需求，设计了一种基于PIC18F248的CAN总线与RS485总线之间的接口卡。该接口卡集成有1个RS485通道和1个CAN通道，可以很方便地嵌入到使用485接口的网络节点中，从而无需改变原有硬件结构就可获得CAN通信接口，实现CAN总线数据与RS485总线数据之间的互连通信。该接口卡能实现电气隔离、具有强抗干扰能力、低功耗和总线供电，而且体积小便于携带，很适合在环境恶劣的工业现场中使用。同时，本系统为CAN总线与RS232总线间的通信提供了参考，在此基础上也可将本系统扩展为多功能接口卡，通过跳线进行选择以实现CAN/485或CAN/232转换功能。

参考文献：

[1] 丁恩杰.监控系统与现场总线.江苏徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2] 刘和平，刘钊，郑群英，等.PIC18F×××单片机程序设计及应用.北京：北京航天航空大学出版社，2005.

[3] 张湘，张弢.列车总线控制系统的CAN－485总线网关设计[J].自动化与仪器仪表，2003(2).

作者简介：

汽车CAN总线 第12篇

在我国汽车产业中, CAN总线技术应用较少, 在军用汽车中应用更少, 而基于CAN总线技术的汽车智能系统更是微乎其微。在电子化, 数字化, 网络化的今天, 面对日益激烈的军事斗争形势, 研发适合我军汽车装备的智能控制系统有其必要性和迫切性。

一、CAN总线的定义、组成及相关概念

1. CAN总线的定义

CAN即控制器局域网, 是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初, CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯系统, 在车载各电子控制装置ECU之间交换信息, 形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速器控制器、仪表装备、ABS、ASR及巡航系统中均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中, 理论上可以挂接无数个节点。实际应用中, 节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如, 当使用Philips P82C250作为CAN收发器时, 同一网络中允许挂接110个节点。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率, 这使实时控制变得非常容易。另外, 硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。

2. CAN—BUS数据总线的组成与结构

CAN—BUS系统主要包括以下部件:CAN控制器、CAN收发器、CAN—BUS数据传输线和CAN—BUS数据传输终端。如图1所示。

二、汽车智能系统模块设计

1. 汽车智能系统模块

汽车智能系统模块框图如图2所示。

2. 汽车智能系统工作流程

由传感器采集的信号先经过信号收集与处理模块处理, 即进行滤波、隔离、放大、电平变换之后, 经CAN总线传输模块送至车内监控模块, 经过车内监控模块分析处理之后的数据:一方面由CAN总线送至物联网接口模块, 经过物联网本地数据与汽车状态参数对照, 及时发现问题并通过CAN总线向人车交互模块提交报文信息, 驾驶员读取LCD信息, 掌握整车车况, 对于严重危害安全的问题可以给与最大限度的提前处理, 以避免重大灾难的发生;另一方面, 通过CAN总线直接送至人机交互模块, 驾驶员获取交互界面的信息后, 对于诸如冷却液温度过高, 机油燃油不足等问题了如指掌。驾驶员也可以通过人机交互界面向物联网模块提交问题请求, 物联网模块将问题的处理方案反馈给驾驶员, 以便其及时解决问题。

三、汽车智能系统各模块介绍

1. 信号收集与处理模块

这里的信号处理是指将传感器送来的信号进行滤波、隔离、放大、电平转换等, 以滤波为例作简要阐述。

发动机的点火线圈是相互耦合的, 在点火的时候, 触点断开瞬间, 线圈中产生很高的感应电动势, 在感应电动势的作用下, 次级火花塞击穿产生高频振荡, 其幅值有可能远远大于初级线圈的感生电动势, 这一点在电路设计时应予充分考虑;同时所设计的采样电路应尽可能减小对点火电路电气参数的影响。模块设计中滤波部分采用典型电子滤波电路, 应用共基极三极管T检波和RC滤波器屏蔽高频成分。电子滤波电路如图3所示。

2. 车内监控模块

(1) 硬件部分

主要为ECU, 其作用为分析处理各种信号, 并作出相应的响应。

(2) 软件部分

主要分为:系统主程序单元、CAN通讯数据单元、数据采集及处理单元, LCD显示单元等, 软件部分总体结构如图4所示。下面对各单元的功能进行说明, 各单元成树状, 按照主次分三级排列。主程序单元位于第一级, 负责各个子模块。CAN通讯数据单元、数据采集及处理单元、LCD显示单元、电子看门狗单元、数据存储单元位于第二级, 负责处理相应的功能模块。CAN通信单元负责数据的接收和发送。数据采集及处理单元负责对脉冲信号和模拟信号的采集及计算, 并进行数字滤波。LCD显示单元用于驱动液晶屏显示各种车况信息 (注:此处的LCD显示单元也是人交互模块的共用单元) 。数据存储单元用于存储数据信息。电子看门狗单元控制整个软件正常运行, 在程序跑飞时能够重新启动。汽车各种传感器位于第三级, 负责采集汽车各个部分的信息, 并将数据传送给数据采集与处理模块。

3. 人机交互模块

人机交互模块包括:键盘和显示器。键盘通过ZLG键盘与显示控制芯片构成4x4的行列式键盘实现, 行线上接有上拉电阻。显示器选择的是SMG12864ZK, 该液晶显示模块是128x64点阵的汉字图形液晶显示, 可显示汉字及图形, 内置国标GB2312码简体中文字库 (16x16点阵) 、128个字符 (8x16点阵) 及64x256点阵显示 (GI) 。可与CPU直接接口, 提供两种界面来连接微处理器:8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能:光标显示、画面移位、睡眠模式等。

4. 物联网模块

(1) 物联网介绍:The internet of things (IOT) , 简称物联网, 又名传感网, 是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络, 可使所有的物品与网络连接, 方便识别和管理。物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点, 是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。

(2) 物联网模块包括:本地数据库、汽车状态智能分析软件、客户问题解答软件等。本地数据库采用物联网技术, 包涵军用汽车各种状态参数以及零部件出厂信息, 主要为智能分析软件提供权威参考;智能分析软件通过分析汽车传来的实时数据, 判断汽车是否需要进行保养或者维修处理, 同时向人机交互模块发送报文;客户问题解答软件主要服务于客户, 客户通过网络提问, 解答软件经过调用本地数据和访问其他网站的方式, 搜集问题的解决方案并发送给客户。汽车状态智能分析软件和客户问题解答软件工作流程如图5和图6所示。

四、结束语

通过对智能系统的研究与模拟仿真, 得出以下结论:

1. 在总体结构设计中, 本文成功地将CAN总线技术引入到军用汽车状态数据传输中, 利用现场总线的通信速率高、容错性强等特点, 提高了整个智能系统的现场数据通信的实时性和可靠性, 大大地节约和简化汽车布线系统。

2. 以微处理器为核心的汽车智能系统采用软硬件结合的方法, 一方面对军用汽车的实时状态进行监控, 另一方面对客户进行服务, 有利于降低交通事故发生率以及不确定伤亡。

3. 本文将技术纯熟的CAN总线技术与物联网技术相结合, 着眼于军队汽车行驶安全和汽车客户需要, 可将汽车不正常状态数据和客户问题解决方案一一反馈。