基于can总线的多ecu通信平台设计

《基于can总线的多ecu通信平台设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于CAN总线的多ECU通信平台设计

2、第1lunal>关键词：CAN总线EJ1939协议通信平台引言随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，现代汽车上的电子控制器的数量越来越多，常见的有发动机的电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置、电动门窗装置、主动悬架等。电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，增加了维修的难度。从布线角度分析，传统的电子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，这样必然造成宠大的布线系统。因此，一种新的概念——汽车上电子控制器局域网络CAN，也就应运而生。为使不同厂家

3、生产的零部件能在同一辆汽车上协调工作，必须制定标准。按照ISO有关标准，CAN的拓扑结构为总线式，因此称为CAN总线。CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置E之间交换信息，在车载各电子控制装置E之间交换信息，形成汽车电子控制网络。控制器局域网CAN（ControllerAreaNetotiveEngigeers）的SAEJ1939。CAN总线已经作为汽车的一种标准设备列入汽车的整车设计中。由此可见，J1939与CAN通信协议的区别在于29位标识符（ID），数据场相同。J1939将CAN的29位标识符（或称辨识别）进行了详细的物理定义。通过PDU将

4、CAN标准格式封装为J1939协议格式。PDU信息帧又由优先权P、保留位R、数据页DP、协议数据单元PF、扩展单元PS、源地址SA和数据场DATA七个部分组成，即CAN的29位标识符加上数据。2总体设计2.1汽车电控网络结构汽车内ECU之间的数据传输特征主要差别在于数据传输频率，例如发动机高速运行时，进行的是高频数据传输，每隔几ms就传输1次；而在低速运行时，进行的是低频数据传输，每隔几十ms乃至几百ms才传输1次。然而为了满足实时性要求，就要求汽车内每个控制单元尽可能实现汽车公共数据共享，但又由于每个控制单元对实时性的要求是因为数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要

5、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已有国际标准，即高速场合的ISO11898和用于低速场合的ISO11519-3。通常的汽车网络结构采用多条不同速率的总线分别连接不同类型的节点，并使用网关服务器来实现整车的信息共享和网络管理。若按照美国汽车工程师协会（SAE）车辆网络委员会标准SAEJ2057，将汽车数据传输网划分为三类。这里可用图1简单说明。其中网关是汽车内部通信的核心，通过它可以实现在CAN总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能；将各个数据总线上的信息反馈到仪表板总成上的显示屏上

6、，驾驶者通过仪表板上的信息就可以知道各个电控装置是否正常工作了。2.2通信平台硬件设计在设计中，主控芯片CPU选用51系列的单片机。CAN通信控制器执行完整的CAN协议，完成通信功能，包括信息缓冲和接收滤波，故CAN控制器选用Philips的SJA1000。选用PCA82C250作为CAN总线的收发器，PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口，在运行环境中具有抗瞬变、抗射频和抗电磁干扰性能，内部的限流电路具有电路短路时对传送输出级进行保护的功能。传输介质采用屏蔽电费，在测控节点与介质之间加入光耦电路，以提高总线接口的抗干扰能力。图2为通信平台硬件框图，图3为

7、控制器与收发器连接接口。为进一步提高系统的可靠性，需要考虑到系统的冗余设计。由于汽车环境恶劣且干扰因素较多，在CAN_H和CAN_L信号线与地线之间分别并联了两个电容，滤去噪声，使信号传输平稳。双屏蔽电费可设两套，在两套介质上同时进行信息传输。接收方只用一个介质，在冗余和非冗余段的连接临界点进行总线切换。2.3软件设计简单地说，本通信平台所要实现的功能就是，使各个节点（ECU）通过CAN总线实现相互通信，发送接收命令、信息等，并实现数据的共享，从而提高各自的控制性能和运行效率。汽车上CAN数据总线的每个节点（ECU）都有自己的地址和名称相对应。ECU地址指出了数据传送的目的

8、地，而其名称则标识了E的基本功能。节点连续监视着总线上发出的各种数据。当所收到的数据地址值与自身地址吻合时，该节点就获得令牌。在通信规约中，唯一获得令牌的该节点有权发送数据，以防止两个或两个以上的节点同时传输数据引起混乱。同时每一个节点都有机会得到令牌，完成数据传输。本软件设计是基于KeilC语言编写的。程序主要由主模块、中断处理模块及数据通信模块等组成，如图4所示。图4主模块完成对硬件初始化、寄存器的配置、SJA1000初始化等；中断处理模块包括数据中断的发送、接收、错误处理及报警处理等；数据通信模块完成数据的请