can總線在汽車車身控制中的應(yīng)用

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1、CAN總線在汽車車身控制中的應(yīng)用

2、第1...第1一、引言20世紀(jì)80年代以來，隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車上的電子控制單元越來越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置（ABS）、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動懸架等等。在這種情況下，如果仍采用常規(guī)的布線方式，即電線一端與開關(guān)相接，另一端與用電設(shè)備相通，將導(dǎo)致車上電線數(shù)目的急劇增加，使得電線的質(zhì)量占整車質(zhì)量的4％左右。另外，電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車的動力性、經(jīng)濟性和舒適性，但隨之增加的復(fù)雜電路也降低了汽車的可靠性，增加了維修的難度。為此，改革汽車電氣技術(shù)的呼聲日益高漲。因此，一種新的概念——車用控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN

3、應(yīng)運而生。CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ControllerAreaNet（速率在5kbps以下）；CAN總線上的節(jié)點數(shù)取決于總線驅(qū)動電路。在標(biāo)準(zhǔn)幀（11位報文標(biāo)識符）時可達到110個，而在擴展幀（29位報文標(biāo)識符）時，個數(shù)不受限。三、車身系統(tǒng)的CAN控制設(shè)計1.CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)現(xiàn)代汽車典刑的控制單元有發(fā)動機控制模塊、變速器控制模塊、多媒體控制模塊、氣囊控制模塊、空調(diào)控制模塊、巡航控制模塊、車身控制模塊（包括照明指示和車窗、刮雨器等）、防抱死制動系統(tǒng)（ABS）防滑控制系統(tǒng)（ASR）等。完善的汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。圖1汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)2.CAN節(jié)點的硬件架構(gòu)本系

4、統(tǒng)中，CAN節(jié)點采用：ECU（AT89C51）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN收發(fā)器（PCA82C250）的電路結(jié)構(gòu)以下是其核心芯片簡介：（1）CAN控制器為了系統(tǒng)進一步擴展的需要，可選取支持CAN2.0B通訊協(xié)議的芯片SJA1000。SJA1000是PHILIPS公司生產(chǎn)的既支持CAN2.0B，又支持CAN2.0A的CAN控制器，它與僅支持CAN2.0A的CAN控制器PCA82C200在硬件和軟件上完全兼容。（2）CAN收發(fā)器PCA82C250是PHILIPS推出的CAN控制器和物理總線接口芯片，可提供對總線的差分發(fā)送和接收。它與ISO11898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，并有高速、斜率控

5、制和待機3種不同的工作方式，可根據(jù)實際情況選擇。（3）單片機AT89C51AT89C51是ATMEL公司的單片機。它是一種低功耗、高性能、內(nèi)含4KB閃速存儲器的8位CMOS微控制器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS－51指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。AT89系列的優(yōu)越性在于其片內(nèi)閃速存儲器可進行1000次的編程與擦除，且數(shù)據(jù)不易丟失，數(shù)據(jù)可保存10年。CAN總線控制器、總線驅(qū)動器和單片機連接基本方法如圖2所示。圖2CAN總線控制器、總線驅(qū)動器和單片機連接圖三、車身控制模塊中的CAN應(yīng)用層協(xié)議1.協(xié)議原則本協(xié)議遵循CAN2.0B規(guī)范，根據(jù)車身控制模塊的特點，采用源→目的方法，每個節(jié)點都有自己固定的標(biāo)識地址，且

6、節(jié)點數(shù)小于64，設(shè)計時可將中央控制模塊設(shè)為主節(jié)點，而將車門、電動座椅子模塊及自檢子模塊設(shè)置為從節(jié)點。本協(xié)議可完成以下功能：（1）特定信息的廣播；（2）主從節(jié)點之間的連接；（3）主從節(jié)點之間的信息交換（包括故障信息）。本協(xié)議采用幀優(yōu)先原則分配標(biāo)識符，每一幀標(biāo)識符中的高四位表示幀類型，不同幀類型有不同的優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先權(quán)決定了各種信息幀在同等情況下的發(fā)送順序，協(xié)議中的29位標(biāo)識符的分配如下：幀類型（4位）＋目的地址（6位）＋源地址（6位）＋命令（或狀態(tài)、報告）屬性（13位）[或數(shù)據(jù)屬性＋分段標(biāo)志＋分段號（共13位）]。對所有的命令或狀態(tài)、數(shù)據(jù)、報告屬性、除定時采集發(fā)送的數(shù)據(jù)外，原則上均需應(yīng)答（

7、發(fā)送確認(rèn)幀以保證通訊正常）。2.幀格式仲裁場和控制場定義仲裁場由29位標(biāo)識符ID28－ID0以及SRR、IDE和RTR組成，SJA1000中的寄存器17－21用來存放擴展幀格式幀信息的標(biāo)識符。發(fā)送時，SRR＝1，IDE＝1，RTR＝1/0（遠(yuǎn)程幀/數(shù)據(jù)幀）。標(biāo)識符中的ID28－ID25為車身控制模塊交換報文的幀類型（共4位）。ID24－ID19為車身控制模塊中幀信息使用者的地址（或稱為目的地址，共6位）。ID18－ID13為車身控制模塊中幀信息發(fā)送者的地址或稱為源地址（共6位）。ID12－ID5為車身控制模塊中交換的命令、狀態(tài)、數(shù)據(jù)或報告屬性（共8位），ID4位需附加命令或狀態(tài)、數(shù)據(jù)、

8、報告屬性時的分段標(biāo)志。ID3－ID0為附加命令或狀態(tài)、數(shù)據(jù)、報告屬性的分段號（共4位）。當(dāng)ID4＝0時，ID3－ID0控制場、數(shù)據(jù)寄存器0－7有效。對于遠(yuǎn)程幀，則可忽略ID4－ID0以及控制場的值。SJA1000的寄存器16低四位DLC3－DLC0可構(gòu)成控制場，以決定數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度。3.車身控制模塊CAN2.0B通訊報文約定按車身控制模塊的節(jié)點要求，通訊的信息幀分為表1所列的6種，表1中的優(yōu)先級按序號從高到低排列。其目的地址和源地址的分配見表