混合动力汽车中CAN总线技术的应用

　2005年6月第28卷第6期重庆大学学报(自然科学版)

JournalofChongqingUniversity(NturlScienceEdition)

Jun.2005　Vol.28　No.6

　　文章编号:1000-582X(2005)06-0068-03

混合动力汽车中CAN总线技术的应用

肖朝晖,谭　进,李　山,廖汝秋

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(1.重庆工学院计算机学院,重庆　400050;2.重庆大学科研处,重庆　400030;3.重庆市公安局　交通管理局,重庆　400041)

摘　要:介绍了CAN总线在混合动力汽车中的应用,研究了CAN通信技术和基于CAN节点的设

计,给出了网络结构模式,为新一代汽车的控制提供了理论基础与依据,节点硬件的组成和软件的实现方法.

关键词:混合动力汽车;CAN总线;　　中图分类号:U469.79

　　,它是涉及机械、电力、电子、品,各个单元和部件的运行情况错综复杂,涉及到大量的信息交换和处理.因此,不仅需要复杂缜密的控制系统对其进行控制,同时各个单元之间需要进行大量的实时准确的数据交流,使各个部件能够协调工作,并将整车和各单元的状态、运行模式、控制指令等参数及时显示,以便给驾驶员提供准确的信息,使驾驶员随时了解汽车的运行情况,确保行车安全,同时为用户、制造厂家乃至维修部门提供各种性能指标和环境参数.

CAN协议提供了这样的通讯平台标准.CAN也叫控制器局域网络(ControllerAreaNetwork),它是德国波许(Bosch)公司从20世纪80年代初开始,为解决当代汽车中日益增多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种能有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络.它具有独特的性能、优越的可靠性和新颖的设计理念,并且很好地顺应了现代控制理论对工业控制系统对象分散化、运作实时化、策略多样化的潮流.下面将介绍CAN技术及其在混合动力汽车中的应用.

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的通讯模式,这就允许在总线上的任一设备有同等的机会取得总线控制权来向外发送信息.2)所有信息报文在传送时不是基于目的站点地址,这就允许不同的信息采用“广播”的形式发送到所有节点,并且可以在不改变信息格式的前提下对报文进行不同配置.3)CAN总线是一种高速的、具备复杂错误检测和恢复能

力的高可靠性强有力的实时网络.

2　基于CAN总线智能节点的设计

针对混合动力汽车内部各部件通信的要求,笔者选用的CAN总线通信控制器选用PHILIPS公司的

[2]

SJA1000芯片.SJA1000是独立CAN通信控制器,它是PHILIPS公司的PCA82C200CAN控制器的替代产品,SJA1000具有BasicCAN和PeliCAN两种工作方式,其中PeliCAN工作方式具有支持CAN2.0B协议.此外,SJA1000可连接各种微控制器接口,并具有总线访问优先权控制、强有力的错误处理能力、无损结构的逐位仲裁等特性.

2.1　CAN节点硬件设计方法

CAN总线系统智能节点硬件电路原理如图1所[3-8]示,从图中可以看出电路主要由4部分所构成:微处理器(选用单片机或DSP处理器)

、独立CAN通信控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250和高速光电耦合器6N137.微处理器负责SJA1000的初始化,通过控制SJA1000实现数据的接收和发送等通信任务.

1　CAN总线

CAN总线广泛应用于汽车、船舶、机器人、液压系

[1]

统、楼宇自动化等场合,它具有以下特点:1)CAN总(CS线是基于“载波监听多点接入/冲突检测”MA/CD)

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收稿日期:2005-01-12

基金项目:国家“863”项目:混合动力汽车专项;重庆市科委攻关重点项目(0714-1)

作者简介:肖朝晖(1970-),男,湖南衡阳人,重庆工学院讲师,硕士,研究方向:计算机应用、信息安全.

混合动力汽车中CAN总线技术的应用

3　基于CAN总线的整车系统网络设计

整车控制系统的网络拓扑结构如图2所示.采用

总线控制方式,各控制模块组成了网络中的各节点.整车控制模块VCM负责汽车运行工况的判断和系统中各控制模块间的协调及通信故障的判断

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图1　CAN总线系统智能节点硬件电路原理图

SJA1000的AD0～AD7连接到微处理器(采用单

片机)的P0口,CS连接到微处理器的P2.0,P2.0为0时微处理器片外存贮器地址可选中SJA1000,微处理器通过这些地址可对SJA1000执行相应的读写操作.SJA1000的RD、WR、ALE分别与微处理器的对应引

图2　CAN与RS-232的

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脚相连,INT接微处理器的INT,方式访问SJA1000.

82C250为高性能,CAN控制器的差动接收能力,它具有降低射频干扰、热防护、抗汽车环境下的瞬间干扰等特性.

为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJA1000的TX0和RX0并不是直接与82C250的TXD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,这样就很好地实现了总线上各CAN节点间的电气隔离.光耦部分电路所采用的两个电源VCC和VDD完全隔离.82C250与CAN总线的接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施.

2.2　CAN节点软件驱动程序的设计

CAN总线节点的软件设计主要包括三大部分:CAN节点初始化、报文发送和报文接收.2.2.1　初始化子程序

SJA1000的初始化在复位模式下进行,初始化主

图3　CAN-232接口

在整个CAN网络的通信中,需要解决的关键问题

是CAN的仲裁和通信的错误检测.CAN总线物理层通常是双绞线当逻辑“1”被写进总线里,两条线的电平是2.5V,并被定义为隐性位.当逻辑“0”被写进总线里一条线并被上拉到5V(CAN高),另一条线被下拉到地(CAN低),这叫做显形位.但是 …… 此处隐藏：3102字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……