多路can总线数据接收和编帧逻辑设计

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1、清华大学2011届本科毕业论文0.引言汽车目前已不仅仅是一种交通工具，而且还承担着越来越多的功能。现代科技已经将网际网络、无线网络、个人通信电子装置、娱乐设备等整合到汽车内部，为乘客提供了前所未有的便利，而这一切的实现都有赖于汽车电子网络技术。汽车电子网络技术是现代汽车电子技术的重要组成部分，是现代汽车通信与控制的基础。随着电子技术、计算机技术等发展，一些汽车的电子装置已经占整车价值的三分之一，而且前一些高档车上的电子控制单元已达几十个，传感器有上百个，它们通过汽车电子网络来实现信息交换和功能控制[1]。1.绪论1.1本课题背景及研究意

2、义现代汽车电子技术的发展大致经历了以下几个阶段：电子管时代：20世纪50年代，人们开始在汽车上安装电子管收音机，这是电子技术在汽车应用的雏形。1959年晶体管收音机问世后，很快在汽车上得到了应用。晶体管时代：20世纪60年代，汽车上应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器，到60年代中期，利用晶体管的放大和开关原理，开始在汽车上采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。但电子技术更新的应用在汽车上是20世纪70年代以后，主要是为了解决汽车安全问题、节能和环保的三大问题。进入70年代后期，电子工业有了长足的发展，特别是在集成电路、大规模集成电路和

3、超大规模集成电路技术的飞速发展，使得微控制器在汽车上得到广泛的应用，给汽车工业带来了跨时代的变革。集成电路时代：20世纪90年代，汽车电子进入了其发展的第三阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段。集成电路技术所取得的巨大成就使得汽车电子前进了一步，更加先进的微控制器的汽车具有智能，能进行控制决策。这样不仅在节能、排放和安全等方面提高了汽车的性能，同时也提高了汽车的舒适性。第31页共31页清华大学2011届本科毕业论文网络化综合技术时代：目前汽车技术已经发展到第四代，即包括电子技术、计算机技术、综合控制技术、智能传感器技术等先

4、进汽车电子技术。以微控制器为核心的汽车电子控制单元已不再是通过传统的线束连接起来的，而是通过汽车电子网络系统连接起来的，实现了通信与网络化管理[2]。一些汽车专家认为，就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微控制器一样，近十年来，数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来ITS的发

5、展，以3G(GPS.GIS和GSM)为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求[3]。从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电

6、控传动系统、防抱死制动系统(ABS)、防滑控制系统(ASD)、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的.这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN总线正是为满足这些要求而设计的。CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线基本设计规范要求有高的位速率高抗电磁干扰性而且能够检测出产生的任何错误当信号。传输距离达到10Km时CAN-bus仍可提供高达5

7、Kbps的数据传输速率[4]。由于CAN串行通讯总线具有这些特性它很自然地在汽车制造业以及航空工业中受到广泛应用。第31页共31页清华大学2011届本科毕业论文在汽车中ECU的设计，应该首先从安全的角度来考虑，所以对于关键控制部分如：汽车引擎、刹车装置、安全气囊等单元应该采用分散式高速CAN控制；而对于那些与安全无关的单元如：灯控单元、门控单元、座椅控制单元等出于成本的考虑可以采用低速CAN与LIN混合的集中控制方式。所以中高档汽车上都采用高速CAN总线，低速CAN总线，lin总线相结合的方式构成了汽车总线网络。尽管现在以微机为核心的可

8、编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生