can總線在汽車-車身控制中應(yīng)用

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1、CAN總線在汽車車身控制中的應(yīng)用08-03-2614:18???資訊來(lái)源：吁苗重慶交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ControllerAreaNetwork）的簡(jiǎn)稱，它是由德國(guó)Bosch公司及幾個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)商開發(fā)出來(lái)的，CAN總線是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線。它具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通訊可靠性和實(shí)時(shí)性，而且簡(jiǎn)單實(shí)用，網(wǎng)絡(luò)成本低。特別適用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。引言20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路和單片機(jī)在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車上的電子控制單元越來(lái)越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動(dòng)裝置（ABS）、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動(dòng)懸

2、架等等。在這種情況下，如果仍采用常規(guī)的布線方式，即電線一端與開關(guān)相接，另一端與用電設(shè)備相通，將導(dǎo)致車上電線數(shù)目的急劇增加，使得電線的質(zhì)量占整車質(zhì)量的4％左右。另外，電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性，但隨之增加的復(fù)雜電路也降低了汽車的可靠性，增加了維修的難度。為此，改革汽車電氣技術(shù)的呼聲日益高漲。因此，一種新的概念——車用控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN應(yīng)運(yùn)而生。CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ControllerAreaNetwork）的簡(jiǎn)稱，它是由德國(guó)Bosch公司及幾個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)商開發(fā)出來(lái)的，CAN總線是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線。它具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通訊可靠性和實(shí)時(shí)性，而且

3、簡(jiǎn)單實(shí)用，網(wǎng)絡(luò)成本低。特別適用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。CAN總線的技術(shù)特點(diǎn)CAN總線可有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制。該總線的通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖，其主要特點(diǎn)如下：◆CAN總線為多主站總線，各節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，且不分主從：◆CAN總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，故實(shí)時(shí)性好；◆CAN總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能；◆CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，并有CRC及其它校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；◆CAN總線上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，

4、可自動(dòng)脫離總線，而總線上的其他操作不受影響；◆CAN總線系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上，因而走線少，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活；◆CAN總線的最大傳輸速率可達(dá)1Mb/s，直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)到10km（速率在5kbps以下）；◆CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動(dòng)電路。在標(biāo)準(zhǔn)幀（11位報(bào)文標(biāo)識(shí)符）時(shí)可達(dá)到110個(gè)，而在擴(kuò)展幀（29位報(bào)文標(biāo)識(shí)符）時(shí)，個(gè)數(shù)不受限。車身系統(tǒng)的CAN控制設(shè)計(jì)CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)現(xiàn)代汽車典刑的控制單元有發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、多媒體控制模塊、氣囊控制模塊、空調(diào)控制模塊、巡航控制模塊、車身控制模塊（包括照明指示和車窗、刮雨器等）、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）防

5、滑控制系統(tǒng)（ASR）等。完善的汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。CAN節(jié)點(diǎn)的硬件架構(gòu)本系統(tǒng)中，CAN節(jié)點(diǎn)采用：ECU（AT89C51）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN收發(fā)器（PCA82C250）的電路結(jié)構(gòu)以下是其核心芯片簡(jiǎn)介：（1）CAN控制器為了系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展的需要，可選取支持CAN2.0B通訊協(xié)議的芯片SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司生產(chǎn)的既支持CAN2.0B，又支持CAN2.0A的CAN控制器，它與僅支持CAN2.0A的CAN控制器PCA82C200在硬件和軟件上完全兼容。（2）CAN收發(fā)器PCA82C250是PHILIPS推出的CAN控制器和物理總線

6、接口芯片，可提供對(duì)總線的差分發(fā)送和接收。它與ISO11898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，并有高速、斜率控制和待機(jī)3種不同的工作方式，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。（3）單片機(jī)AT89C51AT89C51是ATMEL公司的單片機(jī)。它是一種低功耗、高性能、內(nèi)含4KB閃速存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS－51指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。AT89系列的優(yōu)越性在于其片內(nèi)閃速存儲(chǔ)器可進(jìn)行1000次的編程與擦除，且數(shù)據(jù)不易丟失，數(shù)據(jù)可保存10年。CAN總線控制器、總線驅(qū)動(dòng)器和單片機(jī)連接基本方法如圖2所示。車身控制模塊中的CAN應(yīng)用層協(xié)議協(xié)議原則本協(xié)議遵循CAN2.0B規(guī)范，根據(jù)車身控制模塊的特點(diǎn)，采用源→目的方法，

7、每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己固定的標(biāo)識(shí)地址，且節(jié)點(diǎn)數(shù)小于64，設(shè)計(jì)時(shí)可將中央控制模塊設(shè)為主節(jié)點(diǎn)，而將車門、電動(dòng)座椅子模塊及自檢子模塊設(shè)置為從節(jié)點(diǎn)。本協(xié)議可完成以下功能：（1）特定信息的廣播；（2）主從節(jié)點(diǎn)之間的連接；（3）主從節(jié)點(diǎn)之間的信息交換（包括故障信息）。本協(xié)議采用幀優(yōu)先原則分配標(biāo)識(shí)符，每一幀標(biāo)識(shí)符中的高四位表示幀類型，不同幀類型有不同的優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先權(quán)決定了各種信息幀在同等情況下的發(fā)送順序，協(xié)議中的29位標(biāo)識(shí)符的分配如下：幀類型（4位）＋