汽车控制系统中can总线设计

《汽车控制系统中can总线设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总线在汽车控制系统中的应用研究摘要对汽车通讯网络的发展趋势和汽车总线传输的技术要求进行分析，构建出基于CAN总线的汽车控制系统，并从最基本的CAN功能节点入手，对其节点的硬件电路和软件设计进行了阐述。关键词:CAN总线汽车控制系统汽车电子ResearchandApplicationsofCANBusinAutomobileControlSystemAbstractBasedonthestudyofautomobilecommunicationdevelopmentandautomobilebustechnology,theautomobilecontrolsystem,bas

2、edCANbusisbuilt.AndthehardwareandsoftwareofCANnodeareillustrated.KeyWords:CANbusAutomobilecontrolsystemautomobileelectronics1、引言随着科技的飞速发展，汽车装备日趋完善，汽车内部装有越来越多的电气控制设备、电子部件、专用传感器和功能各异的执行装置，有着比通常的机械设备更多的计算和通讯要求，使汽车的安全、性能和效率都提高到了全新的水平。电子设备的大量应用，必然使车身内的电气布线越来越长、越来越复杂、传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，这样必然造成复

3、杂庞大的布线系统。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车通讯网络的发展。因此，在计算机网络技术和现场总线技术的基础上，开发适用于汽车环境的网络技术和设备，组建汽车内部的通讯网络己成为现代汽车技术发展的必然趋势。CAN总线就是为满足汽车通讯网络的要求而设计的。2、CAN总线介绍CAN总线是为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而推出的一种串行数据通信协议，由于CAN总线具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，简单实用，网络成本低。特别适用于现场干扰大、信息复杂、数量大的汽车控制系统。其特点可概括如下：1、CAN总线为多主方式工作，网络上任一节点

4、均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，而不分主从，通信灵活，且无需站地址等节点信息。2、CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线仲裁时间，满足实时性要求。3、CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能。4、CAN总线短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的抗干扰效果。CAN的每帧信息都有CRC校验及其它校验措施，保证了数据未检出的出错率极低。万一某一节点出现严重错误，可自动脱离总线。CAN总线上的其它操作不受影响。5、CAN总线只

5、有两根导线，系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上即可，因此走线少，系统扩充容易，改型灵活。6、CAN总线直接通信距离最远可达10km（速率小于5Kbps）；通信速率最高可达1Mb/s（此时传输距离小于40m）。同时，半导体集成电路方面当前已经有众多IC供应商可以提供高品质汽车级的具有CAN硬件接口的单片机。如英特尔、飞思卡尔、菲利普、Microchip、西门子等。成熟的集成电路制造技术与工艺也是通讯正常工作的基础。3、汽车内部单元通讯功能分析现代汽车内部的控制单元主要有发动机控制系统、制动防抱死控制系统、安全气囊控制系统、变速器控制系统、仪表管理系统、牵引力控制系统、故障诊断

6、系统、中控门锁系统、座椅调节系统、车灯控制系统、空调控制系统、雨刷控制系统、后视镜控制系统等。这些控制单元通过CAN总线构成一个实时通讯控制网络，各控制单元发出的控制指令必须迅速、可靠、及时地得到响应，否则轻则就有可能车辆局部控制失灵，重则就有可能发生车毁人亡的重大事故。若整辆汽车的所有控制单元都连接在一个CAN总线网络上，所有的控制单元都通过一条CAN网络进行通信，那么就很容易出现总线负荷过大，系统实时响应速度下降，将导致关键控制部位的实时响应速度得不到保证。因此在对汽车上各控制单元的实时性进行了分析之后，根据各控制单元对实时性的要求不同，设计了高、低速两个速率不同的CAN

7、通信网络。将实时性要求严格、可靠性要求高的发动机控制系统、制动防抱死控制系统、变速器控制系统和安全气囊控制系统组成高速CAN通信网络，将实时性要求相对较低的中控门锁控制系统、座椅调节系统、电动车窗控制系统、后视镜控制系统、雨刷控制系统和车厢内照明灯控制系统等组成低速CAN通信网络，并配置网关将这两个速率不同的CAN通信网络连接起来，实现全部节点之间的数据共享。高速CAN网络的传输速率达到500Kb/s，低速CAN网络的传输速率大约是10~125Kb/s。汽车控制系统通讯网络如图1所示。4、CAN节点硬件