探析can总线控制系统在汽车上的运用

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1、探析CAN总线控制系统在汽车上的运用1车身控制系统硬件设计通用模块设计为使系统适于分布式安装，节省大量的线束和继电器,将信号采集和功率控制节点设计为具有良好互换性的通用模块。通用模块选用飞思卡尔的mc9S08DZ60为主控制芯片,实现对开关、模拟、脉冲信号的采集功能和对功率负载的控制功能，同时具备SPI和cAN通信功能以及通信地址的可配置功能。为实现开关信号、模拟量信号的采集和通信地址可配置，选用多路复用芯片mc33993,它通过SPI与mc9S08DZ60通信，可实现共22路开关信号的输入，开关信号输入引脚还可以作为模

2、拟量信号的输入引脚。当作为模拟信号输入引脚时，通过SI写入控制命令，在片选信号cS的上升沿时，将需要釆集的模拟量信号接入到AmUX,并在下一个So输出数据中将对应引脚位的值置为OoAmUX将捕捉到的最高为VDD电压的模拟信号接入到主控芯片，实现该信号的A/D转换。脉冲信号的采集处理，利用三极管的开关通断特性，实现对脉冲信号的计数处理。功率负载的输出控制选用芯片BTS840,它可提供单路12A电流和双路24A电流，并具备过热保护和短路、断路诊断反馈功能，可实现对外接负载工作状态的监控。数字化仪表设计仪表选用飞思卡尔的mc9

3、S12D64为主控制芯片。该芯片为112脚封装，有丰富的I/o资源和工业控制专用的通信模块，特别适用于汽车。仪表作为系统主控单元，不必配置通信地址，故可将芯片mc33993的输入引脚全部用作采集开关信号。为实时监控车辆状态信息，在仪表上侧布有30个LED指示灯阵列，由主控芯片根据对车辆状态数据进行逻辑运算后，通过I/o引脚控制对应状态指示灯。对发动机转速、车速、机油压力、蓄电池电压、发动机冷却水温、燃油量和前后桥气压等参数，采取驱动步进电机带动指针来指示刻度表盘的实现方式。步进电机的驱动芯片选用mc33976,通过SPI

4、与主控芯片通信，每个驱动芯片可驱动2个步进电机。仪表采用240x120像素的LcD屏，在主页面显示LoGo、重要参数和报警信息，并可分页显示更多信息。仪表还设计有四个按键，主控芯片通过中断方式接收按键信号，通过选择不同按键，可实现LcD屏的分页显示信息，还可以设置日期、时间、主减速比和单圈脉冲数等参数。通信设计仪表和通用模块通过cAN总线进行通信。为提高cAN通信性能，选用基于icoupler磁耦隔离技术的ADUml201代替常规的光电耦合器，它是符合车用等级的双通道数字隔离器，具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精

5、度和瞬态共模抑制能力，在性能、功耗等各方面明显优于光电隔离器件，具体电路如图2所示。为消除通信线路信号串扰，在ADUml201两侧分别采用隔离电源供电。高速cAN收发器TjA1040T通过cANH和cANL与总线相连，经过ADUml201的隔离，再通过TXcAN和RXcAN与主控芯片内cAN控制器相连,实现数据的接收和发送。通信网络组成为实现节点间的数据通信，将仪表、通用模块、发动机EcU和尿素液位EcU通过双绞线相连，组成cAN总线网络,同时，为提高通信时的抗干扰能力，在总线两端各配备一个120欧姆的电阻。2车身控制系

6、统软件设计系统的软件开发环境为metrowerks公司的codewarrioro仪表将所有采集或通过总线接收到的状态数据经过逻辑运算后，通过LED阵列、LcD屏和步进电机带动指针显示当前车辆状态，并经过cAN总线将控制命令发送给相应模块，实时控制功率负载的启停。车身控制系统各个节点间通过cAN总线收发数据，各个节点的控制模块在主程序中先对cAN控制器进行初始化，分别分配一段内存空间作为接收和发送数据的队列，并通过中断完成cAN总线数据的接收和发送。3结束语本文设计了符合cAN通信协议的仪表和通用模块，并与发动机EcU和尿

7、素液位EcU通过cAN总线连接组成整车控制网络，实现了对车辆状态信息的实时监控。釆用ADUml201作为隔离器件，提高了cAN通信的抗干扰能力。信号和负载的通用处理和仪表的集中控制逻辑运算，使系统的售后维护变得更便捷、灵活。本系统已小批量装车后运行数万公里，具有良好的稳定性和可靠性。