浅谈CAN总线技术

毕业论文（设计）题目浅谈CAN总线技术学生姓名郝健康学号11061435班级110614专业汽车电子技术分院汽车分院指导教师汤思佳2013年11月20日目录摘要...................................................................................................................................................1第1章汽车CAN总线简介..........................................................................................................21.1CAN总线在汽车仪表中的应用........................................................................................21.1.2仪表与整车集成控制电子电器系统的联系..........................................................21.1.3汽车仪表的工作原理..............................................................................................21.1.4各功能模块的作用..................................................................................................21.1.5简述汽车电子..........................................................................................................41.1.6汽车电子的现状......................................................................................................41.2汽车总线近年来的应用.....................................................................................................51.3汽车仪表主要的发展方向.................................................................................................5第2章现场总线技术概述.............................................................................................................72.1模块硬件电路设计.............................................................................................................72.2软件设计............................................................................................................................92.3CAN总线简介....................................................................................................................92.4CAN总线特性..................................................................................................................102.5CAN总线的分层结构......................................................................................................10第3章CAN总线有关概念.........................................................................................................123.1CAN总线有关器件.........................................................................................................123.2CAN总线结构和数据传输原理.....................................................................................143.3CAN总线的结构.............................................................................................................143.4数据传输方式...................................................................................................................153.5基于CAN总线的分布式监控系统的一个应用实例简介.............................................15参考文献.........................................................................................................................................17致谢语.............................................................................................................................................18长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸1摘要现场总线作为当今自动化领域技术发展的热点之一，被称为自动化领域的计算机局域网。现场总线技术自从20世纪80年代末出现以来，引起了国内外专家、学者的广泛注意和高度重视。它的出现，标志着自动化系统，步入一个真正意义上的全新的开放式自动化控制系统的新时代，它带来的是自动控制系统体系结构上根本性的变革。在现场总线控制系统中，CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，应用范围遍及高速网络到低成本的多线网络。它的应用越来越广泛，它不仅应用于汽车工业，而向过程工业、机械工业、纺织工业、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。它是一种很有应用前景的现场总线之一，是一个全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的过程控制系统。某食品包装厂过去一直采用单机、单条生产线运行，数量、设备状态和停机等信息无法统一集中管理，对全厂的生产决策无法进行，效率低、速度慢。利用总线技术对生产线进行自动化改造之后，采用多机、多条生产线运行，对设备进行统一集中管理，取得了良好效果。长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸2第1章汽车CAN总线简介1.1CAN总线在汽车仪表中的应用一种数据传输式仪表，它包含车速里程、发动机转速、油箱存油量和发动机冷却液温度四个指针式仪表机芯，以及28个报警指示灯、两组LCD数显窗口。仪表时刻收集CAN总线上的各种数据(多数由车身电脑发送)并进行处理、解码，输送到相应的指示机构中。1.1.2仪表与整车集成控制电子电器系统的联系汽车仪表作为CAN总线的一个节点，参与车身电脑(NPL)和其他节点系统的数据交换。根据CAN通讯协议，仪表可被动接受，也可主动请求其他节点发送报文(即通讯数据)，这是新型数据通讯仪表的最大特点，即智能化进程。1.1.3汽车仪表的工作原理由于汽车仪表功能较多，仅介绍最典型的车速里程指示系统的工作原理(如图2)，其他仪表的工作原理与此类同。安装在发动机变速箱中里程表专用齿轮边上的非接触车速传感器，利用感应线圈’或霍尔元件产生代表一定车速的脉冲信号，车速与输出的脉冲频率成正比，脉冲信号进入车身电脑控制器中进行A／D转换；转换后的数字信号经处理后进入CAN收发器打包成一定格式的数据帧，并附加标识码发送到总线上。汽车仪表中的CAN接收器受到车速标识码的数据帧后，译码取得转速数据帧，经CPU运算(里程表转速比已经由软件预先写入)后一路发出8位电机驱动信号；步进电机直接带动仪表指针偏转到相应的车速刻度处，指示车速，另一路进入8段LCD显示驱动电路，显示出相应的里程书(当然轮胎的参数与车速的关系也预先由软件写入仪表寄存器中)。1.1.4各功能模块的作用采用CAN总线的仪表内部电路原理图如图3所示。TJAl054(IC2)长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸3CAN总线收发器从CAN总线上将与本仪表有关系的报文(标识符相同)采集下来并激活本节点，完成网络目标层的工作。D78F0828(IC1)――集CAN通讯控制器、仪表CPU中央处理器、液晶显示步进电机控制驱动电路为一体的大规模集成电路，它具有10个YO通讯端口。CAN控制器完成网络传输层的所有工作，中央处理器将数据包解码，并转换成步进电机的转角；或将数据包转换成报警灯逻辑代码输入到指示灯译码器中。D6345(IC1)――报警指示灯译码器汽车仪表设计人员预先将各个报警器进行二进制编码。当CPU报警灯数据线输入IC1后进行译码，在端出口产生低电平，相应的报警发光二极管点亮，仪表盘上的指示符显示。WHS――指示灯闪烁器为了降低整套仪表的功耗，仪表中众多的指示灯点亮时是在高频间断通电状态，在人眼不察觉的情况下，平均通电时间降低，减小了电能的消耗。若在需要灯光闪烁提醒驾驶员的情况下，闪烁器会降低频率达到每秒1～2次的视觉效果。仪表的整机电路由于采用了最新型的支持CAN总线2，0B版协议的超大规模集成电路D78F0828，和其他专用集成电路，使外围元器件极少，电路简洁明了，调试十分容易。仪表电路还余留了较多的扩展功能，例如车外温度显示、无级变速档位显示及其它报警指示功能，仪表在不需要做大的改动的情况下，可以方便的升级扩充。长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸41.1.5简述汽车电子由于现代社会对于汽车性能等方面的要求的逐渐提高，为了更好满足这些需求，我们采用电子控制技术，通过对汽车的一些使用性能如汽车尾气排放、汽车节能、安全及汽车舒适性的不断提高的同时也提高了汽车电子的控制程度。汽车电子产品大体上可分为两类：一类是汽车电子的控制装置，主要包括汽车动力总成控制与、汽车底盘和车身的电子控制、汽车的舒适系统和汽车防盗系统；第二类就是车载汽车的电子装置，主要有汽车信息系统、汽车的导航系统、车载视听娱乐系统、车载网络以及汽车通信系统等。1.1.6汽车电子的现状近几年来，欧美推出的车型大多配有一个两个或两个以上的网络系统，该系统不仅应用于高档车中，部分低档的经济型车也拥有该系统。例如神龙汽车