基于can技术的汽车通讯系统设计

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1、基于CAN技术的汽车通讯系统设计[摘要]为了提高汽车通讯系统的可靠性，在分析CAN总线技术的基础上设计汽车CAN总线通讯系统。结合数字信号处理器（DSP）的CAN控制模块，以CAN总线发送接收器PCA82C250为核心设计通信系统硬件电路，并编写CAN通讯系统软件程序。通讯系统能够快速传输汽车的运行状况信息，具有结构简单、抗干扰能力强和通讯速率高等优点。[关键词]汽车；CAN总线；通讯；软件中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）37-0035-020.前言5伴随电力电子技术和现在制造工艺的不断进步，汽车工业得到了高速发展，电子

2、设备在汽车上的运用也越来越多。据统计一辆汽车上的电气节点数以千计，假如采用传统的方法进行布线，汽车上的线路将错综复杂，不仅布线工作量大、影响美观，而且出现错误时查线复杂。在电动汽车电子控制系统中对于动态信号的实时性要求较高，并且各个子系统需要实时共享汽车的电机转速、档位位置、车轮方向及油门踏板位置等信息。电动汽车电子控制系统中不同的控制单元的功能不同，对于数据转换速度的要求和控制指令的优先级要求也不同，所以需要一种通讯速度高且具有优先权竞争模式的数据交换网络。电动汽车作为一种常用的载人工具，必须具有较强的舒适度，故整车通讯系统必须具有很强的容错能力和处理能力。另外

3、，电动汽车内部结构复杂，电力电子器件众多，多种部件之间相互作用有相对独立，彼此之间具有相应的干扰性。根据以上分析可得电动汽车通讯系统必须满足传输数据速率快、抗干扰能力强、稳定性好等特点，CAN总线以其优异的特能和良好的数据传输能力成为CAN通讯系统的理想选择。1.CAN通讯技术CAN（CnortollerAreaNetwork）即控制器区域网是一种广泛应用于各种设备控制、通讯和监测的局域网。CAN总线是由德国Bosch公司及几个半导体生产商为汽车数据高效传输而开发的通讯技术，目前已经广泛应用到汽车电子通讯网络中。CAN属于一种总线式的串行通信网络，由物理层（PHL

4、）、数据链路层（DLL）和应用层（APL）三层协议构成，能够满足系统分布式通讯或者实时通讯的需求。CAN总线依靠物理层和数据链路层实现对通信数据的位填充、循环冗余校验、数据块编码、优先级判别等多项成帧处理工作，这些协议以固件形式集成在专用接口芯片上。CAN总线依据优先权的不同决定各节点之间访问顺序。5CAN总线技术与传统总线相比较具有可靠性、灵活性和实时性。现阶段CAN总线技术发展迅速，已经广泛应用到汽车等诸多行业，并逐渐形成国际标准。CAN总线主要特点如下：（1）通信模式灵活方便。CAN网络的各个节点没有主从之分，节点站地址无需等待信息，均可在任意时刻主动向网络

5、中的其它节点发送信息，可以方便的实现多机备份系统。（2）CAN总线网络通信介质选择灵活，可以是双绞线、光纤也可以是同轴电缆，通讯速率在5kbps时，最远通信距离可以达到10km，在以最大速率1Mbps通讯时，最远通信距离可以达到40m。（3）根据不同的实时性要求需求，CAN网络可以设置不同优先级的节点信息，CAN总线上的节点数可达110个。CAN2.0A具有2032种报文标识符，CAN2.0B具有几乎不受限制的扩展标准报文标识符。（4）当总线传输的数据出现错误时，CAN节点可以自动关闭，使总线上的其它节点数据传输不受影响，同时自动切断出错节点与总线的通信连接。（5

6、）CAN总线采用短帧结构，为满足实际应用中对控制命令、工作状态及测试数据的要求，帧的字节数规定为最多8个。因此，降低了传输时间和受干扰程度，具有极好的检错效果。2.通讯系统设计2.1硬件电路设计5DSP56F807EVM内部集成了CAN控制器，方便其与CAN总线网络相连接，选用PHILIPS生产的PCA82C250作为CAN总线收发器，CAN总线接口电路如图1所示。为了避免DSP56F807与PCA82C250之间的信号干扰，提高CAN通讯网络的可靠性和安全性，采用两个高速集成光电耦合器6N137用于实现的信号隔离，两个6N137分别于DSP56F807的发送输出

7、端MSCAN_TX和接收输入端MSCAN_RX相连接，之后与CAN总线接口芯片PCA82C250相连，的另一端直接与CAN通讯网络物理总线相连。2.2软件程序设计DSP56F807芯片设置的中断向量与每一个外围设备一一对应，通讯系统通过设置InitMSCANBean的属性窗口进行CAN发送程序。用户可以根据实际需要选择相应的中断优先级。有四种与MSCAN相对应的中断向量，分别为MSCAN接收器满中断、MSCAN唤醒中断、MSCAN错误中断以及MSCAN发送器准备好中断。此外通过使能CAN总线发送接收中断属性，并在中断服务程序名选项中写入自定义的发送接收子程序名，可

8、完成MSC