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时间:2019-10-19
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1、CAN总线技术在车载系统的应用班级:自动化0801学号:0704080110作者:张强教师:栾小丽摘要主要讲述了当前CAN总线技术在汽车电子中的应用,并给出了一个CAN总线技术的应用实例。该实例是利用AT90CAN128这块芯片做主控芯片,ATA6660做CAN的控制器,通过对芯片里面的寄存器进行操控,来完成对数据的传输。CAN将外围电路上的数据(GPS的定位信息、加速度传感器的信息和温度传感器的信息)传送到车裁平台,然后平台对数据进行处理,对汽车实行定位、监控。主要内容1、引言2、CAN总线技术3、CAN总线通信原理4、CAN总线传输系统构成与原理1)、CAN控制器初始化
2、2)、CAN数据的收发3)、CAN总线的中断处理1引言控制器局域网CAN(ControllerAreaNetwork)最初是由德国BOSCH公司为解决现代汽车巾众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行通信协议。它是一种有效地支持分布式控制或者实时控制的串行通信网络。由于其具有多主机、高性能以及高可靠性,CAN总线已经广泛应用于汽车电子控制、机械工业、传感器等领域。CAN总线己经形成国际标准,并被公认为几种最有前途的现场总线之一,其具有良好的可扩展性。汽车一般选择CAN总线,主要有一下几点原因:从成本上来说,CAN比UARTR§232/485高,但比以太网低;
3、从实时性来说,CAN的实时性比uART和以太网高,为了保证安全,车用通信协议都是按周期性主动发送,不论是CAN还是LIN,对实时性要求高的消息其发送周期都小于10IIls;从可靠性来说,CAN有一系列事故安全措施,这是UART和以太网都不具备的,多点冗余也是UJ6LI汀(点对点传输)和工业以太网(数据传输距离短)难于实现的,所以CAN出现后,由于价格的原因.最初应用得最多的地方并不是汽车,而是对成本不敏感的工业控制和医疗设备。总线是一个系统,总线上的速度仅仅是系统中的一个因素,安全性和稳定性也是其主要方面。所以综合考虑,汽车选择了CAN总线技术。2CAN总线技术一辆汽车上的
4、若干电控单元(ECU)无论信息容量有多大,每块电控单元都需要引出两条线共同接在两个节点上,这两条导线就就称作数据导线。同时,各电控单元必须使用和解读相同的电子语言即通信协议。CAN总线是一种小规模的面向工业现场和恶劣环境的现场总线通信系统,并且强调低成本和高可靠性,因此按照0SI模型,它只采用了数据链路层和物理层。其中数据链路层又划分为逻辑链路控制子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。逻辑链路控制子层(LLC)的主要功能是:为数据传送和远程数据请求提供服务,确认该层接收的报文实际已被接收,并且为恢复管理和通知超载提供信息。简单地说,也就是接收滤波、超载通知、恢复管理。
5、媒体访问控制子层(MAC)的功能主要是:传送规则,也就是控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。另外,媒体访问控制子层(呲)也要确定,为开始一次新的发送,总线是否开放或者是否马上开始接收。位定时特性也是mC子层的一部分。MAC子层的特性不存在修改的灵活性。CAN总线技术具有相当的优势,例如,CAN总线采用了非破坏性技术,即当有两个节点向网络上传输数据时,优先级低的节点主动停止数据发送.而优先级高的节点可不受影响地继续传送数据,有效避免了总线冲突。此外,CAN总线还采用短帧结构,受干扰的概率低,数据传输的可靠性高。更重要的是CAN总线的节点在错误严重的情况下具有自
6、动关闭总线的功能,切断它与总线的联系,以使总线上其他操作不受影响。3CAN总线通信原理根据CAN通信原理,电子控制系统单元CAN通信模块硬件主要由CAN控制器、CAN驱动器及其中心微处理器构成。本文中的CAN通信模块采用了Atmel的AT90CANl28作为中心处理器,ATA6660作为CAN的控制器。由AT90CANl28处理器和ATA6660控制器组成的CAN通信模块硬件图如图1所示。1)CAN总线驱动器是一个CAN发送器和CAN接收器组合,它将CAN控制器提供的数据转化成电信号,并通过数据总线发送出去;同时接收总线数据,并将数据传到CAN控制器。2)CAN数据总线用以
7、传输数据的双向数据线分为CAN高位(CANH)和低位(CANL)数据线。数据没有指定接收器,数据通过数据总线发送给各个控制单元,各个控制单元接收后进行指定的计算。3)CAN总线有两种状态:隐性和显性。隐性时CANH和CANI.电平相等,均为2.5V,表示逻辑1;显性时CANH为3.5V,CANL为1.5V,代表逻辑O。通过不停的变换两根总线上电压来表示逻辑上的1和O。4CAN总线传输系统构成与原理汽车的智能化,使得汽车需要越来越多的外部数据,将所有的数据都传到CAN总线上,使得整个电动汽车内各个系统实现数据共享和相
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