CAN通信网在汽车中的应用研究

，而CAN协议提供强大的出错诊断机制，在保证数据通信的可靠性方面起了重要作用。 

 电控单元(ECU)连接至总线的电路是通过CAN物理层实现的，在实际应用中ECU的总数将受限于总线上的电气负载。物理层按照网络标准规范模型划分有三种功能：物理信号完成与位表示、定时和同步相关的功能；物理媒体附属装置完成总线发送/接收功能并提供总线故障检测方法；媒体相关接口完成物理层的机械和电气接口。 

    4CAN总线的应用及其接口设计 

    4.1汽车网络设计 

    除了命令和清求信息外，汽车的一些基本状态信息(如发动机转速、车轮转速、冷却水温度等)是大部分控制单元必须获取的数据，控制单元采用广播发式向总线发送。如果在同一时刻所有控制单元都向总线发送数据，将发生总线数据冲突，此时，CAN总线协议提出用标识符识别数据优先权的总线仲裁。表2列出了汽车各电控单元产生及发送的数据类型，及其他各单元对这些信息共享地程序。 

    油量位置和转速信号具有较高的优先级，是因为它们的实时性要求强，并直接影响发动机的动力性、经济性和排放性能。 

    4.2CAN接口设计 

    本研究中，CAN总线被成功地用于电控柴油机标定系统，采用单片机系统与CAN控制器组成CAN标准接口。 

    目前，CAN总线芯片有很多种，如PHILIPSSJA1000、INTEL82526、MOTOROLA68HC05、SIEMENSC167C等。

     本文电路设计中选用SJA1000作为CAN控制器芯片，ECU的应用层由微处理器提供。连接各种类型微处理器的CAN控制器SJA1000可完成物理层和数据链路层的所用功能，适用于汽车及一般工业环境，不但可以减少导线连接，并能增强诊断和监控能力。 
    CAN节点通信接口的硬件设计如图3所示。设计中，分别将微处理器的地址线、数据线和控制线引出，通过地址分配与片选对CAN控制器SJA1000进行操作。总线数据信号采用高速线性光耦6N137隔离，电源信号为＋5V的DC－DC隔离模块，增强系统硬件利用抗干扰措施。82C250是CAN控制器和物理层总线之间的接口，具有抗汽车环境下的瞬间干扰、保护总线的能力。该器件可以提供对总线的差分发送能力和差分接收能力，与ISO/DIS11898标准完全兼容。 

   3CAN接口硬件电路设计 

    当通过滤波验收的数据报文被接收后，将有两种操作方式。一种是查询方式，查询接收状态位被置高表示接收缓存器有数据；另一种是中断方式，若接收中断开放位允许，则产生触发中断。由于SJA1000内部具有64bit接收缓冲器，对总线数据具有一定的缓存能力。通常系统采用主程序查询方式对接收数据进行处理，并用广播方式发送，对特殊数据采用远程帧申请方式，这样更有利于程序对多个任务的结构化管理。 

    通讯程序流程 

    CAN总线具有通信速率高、可靠性高、连接方便和性能价格比高等诸多优势。并且CAN应用系统的设计是依据国际标准(ISO11898)，各生产厂商的控制器有标准的输入/输出接口，所以该网络是一个具有开放性和灵活性的系统，可以在不要求所有节点及其应用层改变任何软件和硬件的情况下，自由地增加或减少控制器节点。 

    5结束语 

    为了充分发挥电控单元在汽车控制中的作用，CAN通信网络为全局优化控制提供了条件。通过实际运用表明，CAN总线与其他通信方式相比具有显著的优点： 

    a.组网自由，扩展性强，对复杂的汽车网络具有强大的优势； 

    b.可根据数据内容确定通信优先权，解决了转速实时性和共享性的问题； 

    c.自动的错误界定功能，简化了电控单元对通信的操作。 

    d.由于数据通信协议的标准性和开放性，故本文中的接口电路具有一定的推广意?系统，并且被众多工业控制系统采用，尤其是传输速率较高而对实时性及可靠性要求高的场合，它是一种十分有效的通信方式。