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1、.汽車電子與CAN總線衛(wèi)星，吳曄（合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院儀器儀表學(xué)院，安徽合肥230009）摘要：控制器局域網(wǎng)（CAN）是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的現(xiàn)場總線，具有高性能和高可靠性的特點(diǎn)；隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，CAN技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。文章介紹了符合CAN2.0B協(xié)議汽車CAN系統(tǒng)設(shè)計方案，著重討論了以微處理器P89C668為核心的CAN總線智能節(jié)點(diǎn)的軟硬件實(shí)現(xiàn)，推薦一款MOTOROLA的多路開關(guān)檢測芯片MC33993，并且涉及到，SPI以及在系統(tǒng)編程等技術(shù)。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線，CAN，汽車電子，MC33993，
2、，SPI1汽車電子與CAN總線隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車上各種電子控制單元的數(shù)目不斷增加，連接導(dǎo)線顯著增加，因而提高控制單元間通訊可靠性和降低導(dǎo)線成本已成為迫切需要解決的問題。為此以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)了CAN總線協(xié)議，并使其成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。1989年，Intel公司率先開發(fā)出CAN總線協(xié)議控制器芯片，到目前為止，世界上已經(jīng)擁有20多家CAN總線控制器芯片生產(chǎn)商，110多種CAN總線協(xié)議控制器芯片和集成CAN總線協(xié)議控制器的微處理器芯片。在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機(jī)控制
3、系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計的J1939協(xié)議。我國的汽車CAN總線技術(shù)起步較晚，但隨著現(xiàn)代汽車電子的不斷進(jìn)步發(fā)展，其研究和應(yīng)用正如火如荼的進(jìn)行中。CAN總線是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串性通訊網(wǎng)絡(luò)。CAN總線的通信介質(zhì)可以是雙絞線，同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)1Mbps/40m，通信距離可達(dá)10km/40Kbps。由于其通信速率高，可靠性好以及價格低廉等特點(diǎn)，使其特別適合中小規(guī)模的工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連和交通運(yùn)載工具電氣系統(tǒng)中。C
4、AN總線有如下基本特點(diǎn)：◎廢除傳統(tǒng)的站地址編碼，代之以對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，可以多主方式工作；◎采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突；◎采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，數(shù)據(jù)傳輸時間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送的時間短；◎每幀數(shù)據(jù)都有CRC校驗及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃?，適于在高干擾環(huán)境下使用；◎節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其他操作不受影響；◎可以點(diǎn)對點(diǎn)，一對多及
5、廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。...圖1汽車CAN總線系統(tǒng)架構(gòu)現(xiàn)代汽車典型的控制單元有電控燃油噴射系統(tǒng)，電控傳動系統(tǒng)，防抱死制動系統(tǒng)（ABS），防滑控制系統(tǒng)（ASR），廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，巡航系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，車身電子控制系統(tǒng)（包括照明指示和車窗，刮雨器等）。完善的汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。2CAN節(jié)點(diǎn)硬件構(gòu)架核心芯片：選用PHILIPS公司的高性能8位微處理器P89C668。其突出特點(diǎn)如下：◎80C51中央處理單元；◎內(nèi)置可ISP（在系統(tǒng)編程）和IAP（在應(yīng)用編程）的Flash存儲器，BootROM可通過串口訪問從而升級下載用戶程序；
6、◎每個機(jī)器周期6個時鐘周期操作標(biāo)準(zhǔn)，每個機(jī)器周期12個時鐘周期操作可選，周期12個時鐘周期下速度高達(dá)33MHz；◎8K字節(jié)RAM和64K字節(jié)FLASH；◎4個中斷優(yōu)先級，8個中斷源；◎自帶串行接口序列；◎5路可編程的計數(shù)器陣列PCA（PWM輸出，捕捉/比較，高速輸出三種工作方式）。無論從處理能力，存儲容量，還是外圍資源以及網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性方面來評價，P89C668都是一款出色的微處理器，適用工控電子等各個領(lǐng)域。尤其是其8K字節(jié)RAM的"海量"內(nèi)存，更是許多高速存儲應(yīng)用場合的首選。CAN接口電路：采用技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛的SJA1000(CAN控制器
7、)，6N137(光電隔離)，P82C250（CAN收發(fā)器）組成接口電路。需要指出的是，CAN總線(CANH,CANL)兩端務(wù)必跨接120歐的終端電阻。SJA1000中斷引腳接CPU的外中斷0引腳。在應(yīng)用/系統(tǒng)編程電路：IAP/ISP技術(shù)在許多款高性能單片機(jī)得到應(yīng)用，其突出特點(diǎn)是方便快捷的實(shí)現(xiàn)程序的下載和更新。P89C668的FLASH空間0XFC00～0XFFFF燒寫入1K字節(jié)的BootRom程序，上電后可以通過軟件和硬件置位方法進(jìn)入BootRom程序，通過PHILIPS提供的編程軟件由串行口通訊就可以實(shí)現(xiàn)程序的在線升級（ISP）。當(dāng)然用戶
8、還可以根據(jù)需要依據(jù)協(xié)議，自己編寫B(tài)ootRom程序（IAP）。通過撥碼開關(guān)硬件置位（ALE,,,P2.6,P2.7），上電后強(qiáng)制進(jìn)入Boot...Rom程序，燒寫程序完畢后撥回原
