汽车电子课程设计

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1、课程设计（论文）基于CAN总线的汽车转速信号控制系统学院信息工程学院专业信息工程（应用电子技术方向）年级班别信息工程（应用电子技术方向）0702学生姓名周威指导教师冯桑2010年6月11日26目录一、绪论2二、汽车ECU与CAN42.1CAN总线简介42.2硬件连接52.2.1系统总体框图及工作原理分析52.2.2转速信号调制电路62.2.3AT89C51单片机72.2.4SAJ1000CAN总线控制器82.2.5PCA82C250CAN接收发送器82.3系统软件设计92.3.1单片机读取转速方式92.3.2控制器的初始化102.3.3信息的发送11三、CAN总线的数据传输123.1报文123

2、.2错误检测手段143.3CAN总线的通信协议143.3.1J1939协议143.3.2数据传转协议153.3.3J1939的参数格式163.3.4协议的制定16四、结论17五、课程设计心得体会18六、附录18七、参考文献2926一、绪论1.1背景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，而且这一系统都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来ITS的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通信产品的出现，对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更

3、高的要求。CAN总线正是为满足这些要求而设计的。早在1992年，Mercedes-Benz公司就将CAN用于客车的发动机管理系统，并用于传递驾驶信息。随着Volvo、Saad、Audi、BMW、Volkswagen、Renault和Fiat等汽车厂商纷纷效仿，CAN逐被欧洲接纳为汽车行业标准，并延伸到工业控制、航空航天、医疗器械、娱乐设备、楼宇自动化领域。目前，欧洲绝大多数新款客车的动力传动系统和车身电子系统都分别参照ISO11989和ISO11519-2来进行设计。基于CAN的故障诊断系统也在大力推进，其协议草案ISO/DIS15765有望很快转为正式标准，届时CAN的车用规模将更加可观。在

4、欧洲带动下，CAN也逐渐得到其他地区的认同。如过去在美国，其车载网络Daimler-Chrysler、Fordt和GM三大汽车公司各成体系，协议标准主要是汽车工程师协会（SAE）的J1850和J1922。但这些标准对网络各层协议的规定及工作性能与CAN相差甚远，很难被欧洲接受。因此，三大公司已全部转向CAN，SAE也新颁布了J1939、J2411、J2284和J2480等一系列基于CAN的车用通信协议标准。ECU（ElectronicControlUnit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样,由微处理器（C

5、PU）、存储器（ROM、、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令。26目前在一些中高级轿车上，不但在发动机上应用ECU，在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如防抱死制动系统、4轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化自动化的提高，ECU将会日益增多，线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本，汽车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术，将整车的E

6、CU形成一个网络系统，也就是前述的CAN数据总线。CAN总线以其组网自由，扩展性强；自动错误界定，简化了电控单元对通信的操作；可根据内容确定优先权，解决通信的实时性等优点，不公在汽车控制和通信网络中被广泛采用，在工业控制中也有广阔的应用前景。1.2CAN的国内外发展状况及遇到的问题目前全球各大汽车制造商在上世纪90年代后期研发的汽车（乘用车和商用车）都采用了CAN总线或者车中的部分零部件具有CAN总线通信功能。以CAN总线为代表的车用总线技术已成为全球各大汽车制造商实施平台战略和模块化战略的重要措施之一。此时，总线对于全球汽车工业的意义已远远超过节省线束和连接插件。总线已成为现代汽车传输整车控

7、制信息的神经网络。基于CAN的汽车内联网体现了车用多路总线的发展趋势，只是目前还存在一些问题，阻碍了它的全面推广。首先，CAN的技术规范还存在一些缺陷，最突出的是无法实时和非实时性数据动态配置优先权。由于现代车用通信基本上采用的是网络事件触发方式，其仲裁是根据预定的标识符来进行的，较为优先的消息一旦送出来就不受干扰，所以常会出现两种情形：（1）某参数从全局来看实时性较低，一开始分配到的优先权就不高