基于DSPACE的CAN總線通訊程序開發(fā)

本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于dSPACE的CAN總線通訊程序開發(fā)系部名稱：汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：車輛工程學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：二○年月TheGraduationDesignforBachelor'sDegreeCANCommunicationProgramDevelopmentBasedondSPACECandidate：Specialty：Class：Supervisor：緒論1.1前言隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的進(jìn)步，人們對(duì)汽車的動(dòng)力性、排放性、經(jīng)濟(jì)性和安全性等方面的性能提出越來越高的要求，汽車電子化成為了一個(gè)必然的趨勢。汽車電子化在提高汽車各方面性能的同時(shí)，也帶來了一系列的問題，最主要的就是線路復(fù)雜化。現(xiàn)代汽車中所使用的電子控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)越來越多，如發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)、自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、自動(dòng)巡航系統(tǒng)(ACC)和車載多媒體系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和汽車的顯示儀表之間、系統(tǒng)和汽車故障診斷系統(tǒng)之間均需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如此巨大的數(shù)據(jù)交換量如仍然采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的方法：即用導(dǎo)線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接的傳輸方式將是難以想象的。據(jù)統(tǒng)計(jì)如采用普通線纜，一個(gè)中級(jí)轎車就需要線索插頭300個(gè)左右，插針總數(shù)將達(dá)到2000個(gè)左右，線索總長超過116km。不但裝配復(fù)雜而且故障率會(huì)很高。因此用串行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)取而代之就成為必然的選擇。作為最早的應(yīng)用領(lǐng)域，CAN總線在現(xiàn)代汽車上獲得了廣泛的應(yīng)用。目前全球各大汽車制造商在上世紀(jì)90年代后期研發(fā)的汽車（乘用車和商用車）都采用了CAN總線或者車中的部分零部件具有CAN總線通信功能。而采用dSPACE仿真平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)仿真的研究，也代表著國際上這方面的先進(jìn)水平。作為一個(gè)全方位的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，dSPACE擁有簡單易用的代碼生成及下載軟件、試驗(yàn)工具軟件，還擁有靈活性極強(qiáng)的硬件組合系統(tǒng)，具有其它仿真機(jī)所無可比擬的優(yōu)越性。利用dSPACE，可以把精力全神貫注于控制方案的構(gòu)思，可以大大縮短開發(fā)周期。本文將利用dSPACE系統(tǒng)針對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行通信開發(fā)，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)CAN總線系統(tǒng)的通訊仿真。1.2課題研究背景隨著全數(shù)字式現(xiàn)場總線為代表的現(xiàn)場控制儀表、設(shè)備大量應(yīng)用，使得繁瑣的汽車現(xiàn)場連線被單一簡潔的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)所代替。CAN(ControllerAreaNetwork)數(shù)據(jù)總線就是一種極適于汽車環(huán)境的汽車局域網(wǎng)。它是德國Bosch公司在80年代初為解決數(shù)據(jù)可靠交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線。在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，CAN己經(jīng)成為了必須采用的裝置。奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃及雷諾汽車都將CAN總線作為控制聯(lián)網(wǎng)的手段。我國在汽車電子方面的研究起步較晚，對(duì)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域CAN協(xié)議的研究尚處于起步階段。鑒于CAN在現(xiàn)代汽車電子化進(jìn)程中的重要作用，自主研制支持CAN規(guī)范的汽車電子產(chǎn)品，并使之盡快產(chǎn)業(yè)化，勢在必行。傳統(tǒng)的汽車電子門鎖采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式與汽車車身的其它電子設(shè)備互聯(lián)，伴隨著汽車電子網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，汽車電子門鎖開始逐漸采用網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)。隨著CAN總線技術(shù)在汽車上的大量使用，給汽車維修帶來了極大的難度，國內(nèi)汽車維修與教學(xué)行業(yè)急需掌握CAN總線維修技術(shù)。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)1.CAN在國外的發(fā)展控制器局域網(wǎng)CAN是80年代初博世公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多控制單元、測試儀器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行通信協(xié)議，經(jīng)多次修訂，于1991年9月形成技術(shù)規(guī)范2.0版本。該版本包括2.0A和2.0B兩部分兩種格式。其中2.0A給出了報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)格式，2.0B給出了報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展2.CAN在國內(nèi)的發(fā)展雖然CAN總線標(biāo)準(zhǔn)已推出很多年，但我國的汽車CAN總線技術(shù)起步較晚，在國內(nèi)的應(yīng)用開發(fā)還剛剛開始，本土汽車電子廠商在跟進(jìn)之余己顯示出“新勢力”。如浙江中科正方電子技術(shù)有限公司目前形成了以RS4、RS3、RS2為產(chǎn)品體系的汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，涵蓋了轎車、客車和卡車各領(lǐng)域，可以提供基于CAN技術(shù)的汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。但理想與現(xiàn)實(shí)之間總有差距，中國汽車電子廠商在基礎(chǔ)的ECU開發(fā)方面還存在諸多缺失，開發(fā)車載網(wǎng)絡(luò)ECU遭遇的是更深層次的考驗(yàn)，目前還沒有這個(gè)實(shí)力幫助汽車制造商部署一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，目前更多的還主要是開發(fā)支持CAN的車載設(shè)備，配合某種車型的CAN網(wǎng)絡(luò)使自己的產(chǎn)品支持這種總線通信協(xié)議。國內(nèi)車載網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀是，在ECU中嵌入車載網(wǎng)絡(luò)己做得不錯(cuò)，但與車載網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的工作還十分欠缺。3.CAN技術(shù)的檢測與維修傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一通信方式，相互之間少有聯(lián)系，這樣必然造成龐大的布線系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，其導(dǎo)線長度可達(dá)2000米，電氣節(jié)點(diǎn)達(dá)1500個(gè)，而且該數(shù)字大約每十年增長1倍，從而加劇了粗大的線束與汽車有限的可用空間之間的矛盾。一般情況下線束都安裝在縱梁下等看不到的地方，一旦線束中出了問題，不僅查找相當(dāng)麻煩，而且維修也很困難。另外，在汽車中增加新的用電設(shè)備對(duì)線束的改動(dòng)很大，一般只能從外面加線，從而使線路更凌亂。所以，無論從材料成本還是工作效率看，傳統(tǒng)布線方法都將不能適應(yīng)汽車的發(fā)展。由于CAN技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，而掌握此項(xiàng)技術(shù)的汽車維修人員很少，所以，對(duì)CAN技術(shù)的維修技術(shù)要加大研究。1.4本文主要研究內(nèi)容1.本研究的目的本論文利用現(xiàn)場總線技術(shù)的目的是為了實(shí)現(xiàn)汽車控制部件的智能化和汽車控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化提供了一個(gè)有效的途徑和方法。智能化是采用了微處理器嵌入技術(shù)，對(duì)汽車電控系統(tǒng)中的各個(gè)測控部件進(jìn)行數(shù)字化改造，使之在成為一個(gè)智能化的儀表或執(zhí)行器的同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)通信能力，從而為汽車網(wǎng)絡(luò)化控制做好準(zhǔn)備。網(wǎng)絡(luò)化就是在智能化和節(jié)點(diǎn)化的基礎(chǔ)上，采用屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)場總線將所有汽車測控部件連接起來，在網(wǎng)絡(luò)測控軟件的支持下形成一個(gè)有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。本研究的經(jīng)濟(jì)意義在于廢除主電纜線束系統(tǒng)，從而有利于降低系統(tǒng)的綜合成本，并以提高技術(shù)檔次保障售價(jià)；其技術(shù)意義是為汽車性能的高檔次提供技術(shù)平臺(tái)，形成新產(chǎn)品和技術(shù)儲(chǔ)備。2.本論文主要工作本論文的主要任務(wù)之一就是通過查閱大量的資料，學(xué)習(xí)中控門鎖的結(jié)構(gòu)與工作原理，了解汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和趨勢，包括在汽車中常用的各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并深入理解CAN協(xié)議，為具體應(yīng)用奠定良好的理論基礎(chǔ)。另一個(gè)主要任務(wù)是采用dSPACE標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)作為仿真機(jī)，建立數(shù)字控制系統(tǒng)，開發(fā)針對(duì)CAN總線的通訊系統(tǒng)的汽車中控門鎖系統(tǒng)，并通過ControlDesk綜合試驗(yàn)與測試軟件，進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真測試，實(shí)現(xiàn)CAN模塊之間的信息通訊，完成基于dSPACE的CAN總線通信的汽車中央控制門鎖系統(tǒng)。為下一步實(shí)現(xiàn)多個(gè)模塊基于CAN總線的通訊，及在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)混和動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS、電機(jī)、電池系統(tǒng)等控制模塊之間的通訊提供思路。CAN總線的原理和dSPACE介紹2.1CAN的性能特點(diǎn)CAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)，由于其采用了許多新技術(shù)及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。其特點(diǎn)可概括為：(l)CAN是到目前為止唯一具有國際標(biāo)準(zhǔn)且成本較低的現(xiàn)場總線；(2)CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活，且無需站地址等節(jié)點(diǎn)信息。利用這一特點(diǎn)可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)；(3)在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求，優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)最多可在134μs內(nèi)得到傳輸；(4)CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較抵的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況；(5)CAN只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的”調(diào)度”；(6)CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5KbPs以下)；通信速率最高可達(dá)1MbPs(此時(shí)通信距離最長為40m)；(7)CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)。在CAN2.0A標(biāo)準(zhǔn)幀報(bào)文中標(biāo)識(shí)符有11位，而在CAN2.0B擴(kuò)展幀報(bào)文中標(biāo)識(shí)符有29位，使節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)幾乎不受限制；(8)報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，使數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率降低；(9)CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果；(10)CAN的通信介質(zhì)可選擇雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇十分靈活；(11)CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉輸出的功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，而且發(fā)送的信息遭到破壞后，可以自動(dòng)重發(fā)。2.2CAN協(xié)議CAN技術(shù)規(guī)范2.0A和2.0B以及國際標(biāo)準(zhǔn)15011898是設(shè)計(jì)CAN應(yīng)用系統(tǒng)的基本依據(jù)，也是應(yīng)用設(shè)計(jì)的基本規(guī)范。2.3CAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)分層模型在150提出的051模型中，網(wǎng)絡(luò)被分成七個(gè)不同的層次，這些層次描述了在不同的傳輸階段，數(shù)據(jù)信息被如何處理。051七層結(jié)構(gòu)及各層功能，如圖2.1所示。OSI層次OSI層次層次功能應(yīng)用層應(yīng)用層提供到底層的用戶接口表示層表示層提供數(shù)據(jù)格式化和代碼轉(zhuǎn)換會(huì)話層會(huì)話層處理進(jìn)程之間的協(xié)調(diào)傳輸層傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸控制網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層在相鄰節(jié)點(diǎn)間轉(zhuǎn)發(fā)分組直到目的站數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層提供計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸物理層物理層在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間傳送位流物理傳輸介質(zhì)圖2.1OSI參考模型層次結(jié)構(gòu)值得注意的是051參考模型只是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的向?qū)?，但不是任何使用網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。由于CAN協(xié)議用于特定的工業(yè)控制現(xiàn)場，要求網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡潔、價(jià)格低廉，通常還要求數(shù)據(jù)傳輸速度快，滿足實(shí)時(shí)控制需要。OSI模型顯得于龐大，數(shù)據(jù)處理耗時(shí)太大，不適合于工業(yè)現(xiàn)場實(shí)時(shí)控制，所以CAN協(xié)議只采用了三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。CAN技術(shù)規(guī)范2.0A中，網(wǎng)絡(luò)被劃分為對(duì)象層、傳輸層和物理層三層。CAN節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)和功能如圖1.2所示。對(duì)象層和傳輸層包括了由150/051模型定義的數(shù)據(jù)鏈路層的所有服務(wù)和功能，按150/051參考模型層次定義，這兩層應(yīng)被劃分為數(shù)據(jù)鏈路層范圍。對(duì)象層功能包括：查找被發(fā)送的報(bào)文；確定實(shí)際要使用的傳輸層接收哪一個(gè)報(bào)文；為應(yīng)用層相關(guān)硬件提供接口。在定義對(duì)象處理時(shí)，存在許多靈活性。傳輸層是CAN協(xié)議的核心，其功能包括：控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測、出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定?？偩€上何時(shí)開始發(fā)送新報(bào)文及何時(shí)開始接受報(bào)文，都在傳輸層確定。位定時(shí)的一些普通功能也被作為傳輸層的一部分。傳輸層特性不存在修改的靈活性。物理層的作用是在不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位信息的實(shí)際傳輸。當(dāng)然，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，物理層對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)必須是相同的。盡管如此，在選擇物理層時(shí)還是存在很大的靈活性。2.0A技術(shù)規(guī)范中沒有定義物理層，以便在具體應(yīng)用中對(duì)傳輸介質(zhì)和信號(hào)電平進(jìn)行優(yōu)化。CAN協(xié)議技術(shù)規(guī)范2.0B，嚴(yán)格遵循150/051參考模型。將CAN分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，其中數(shù)據(jù)鏈路層又被分為邏輯鏈路控制(LLC：LogicalLinkControl)子層和媒體訪問控制(MAC：MediumAccessControl)子層，這兩層的功能分別與2.0A中的目標(biāo)層以及傳輸層功能相對(duì)應(yīng)。應(yīng)用層對(duì)象層—消息濾波—消息和狀態(tài)處理傳輸層—故障界定—錯(cuò)誤檢測和標(biāo)定—報(bào)文效驗(yàn)—應(yīng)答—仲裁—報(bào)文分幀—傳輸速率和定時(shí)物理層—信號(hào)電平和位表示—傳輸媒體圖2.2CAN節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)LLC子層完成下列功能：為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)，確認(rèn)由LLC子層接收的報(bào)文實(shí)際已經(jīng)被接收，以及為恢復(fù)管理和超載處理提供手段。MAC子層是CAN協(xié)議的核心，主要定義傳輸協(xié)議，包括報(bào)文幀格式、仲裁方式、應(yīng)答報(bào)文、錯(cuò)誤檢測、出錯(cuò)標(biāo)定和故障限制等，它把接收到的報(bào)文提供給LLC子層，并接收來自LLC子層的報(bào)文。MAC子層可響應(yīng)報(bào)文幀、仲裁、應(yīng)答、錯(cuò)誤檢測和標(biāo)定。MAC子層由稱之為故障界定的一個(gè)管理實(shí)體監(jiān)控，它具有識(shí)別永久性故障和短暫擾動(dòng)的自檢機(jī)制。物理層實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間的物理信號(hào)傳輸，主要定義網(wǎng)絡(luò)的電氣特性，因此涉及到位時(shí)間、位編碼、同步的描述。CAN2.0B沒有定義物理層的驅(qū)動(dòng)器和接收器特性，以便根據(jù)它們的應(yīng)用，對(duì)發(fā)送媒體和信號(hào)電平進(jìn)行優(yōu)化。2.4CAN協(xié)議的報(bào)文傳送及其幀結(jié)構(gòu)2.4.1邏輯電平定義CAN的傳輸介質(zhì)由兩根傳輸線組成，其中一根被稱為高電平傳輸線CANH，另一根被稱為低電平傳輸線CANL，對(duì)地電壓分別被表示為VCAN_H和VCAN_L，它們之間的差值被稱為差分電壓Vdiff，即Vdiff=VCAN_H-－VCAN_L。滿足條件0.9V<Vdiff<5.0V時(shí)，代表邏輯數(shù)字“0”，當(dāng)前傳送的數(shù)據(jù)位被稱之為“顯性(dominate)”位，當(dāng)-1.0V<Vdiff<0.5V時(shí)，代表邏輯數(shù)字“1”，當(dāng)前傳送的數(shù)據(jù)位被稱之為“隱性(recessive)”位。當(dāng)總線電壓波形、差分電壓波形以及邏輯電平之間的關(guān)系如圖2.3所示，在總線發(fā)送“顯性”位期間，VCAN_H，VCAN_L及Vdiff的標(biāo)稱值分別為3.5V、l.5V和2.0V，發(fā)送“隱性”位期間，它們的標(biāo)稱值分別為2.5V、2.5V和0V。圖2.3電壓波形與邏輯電平定義2.4.2CAN報(bào)文的幀類型CAN以報(bào)文為單位進(jìn)行消息傳送，每一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)或請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)送的報(bào)文均包含有標(biāo)識(shí)符ID，它標(biāo)示該報(bào)文的優(yōu)先權(quán)。報(bào)文標(biāo)識(shí)符ID并不指出報(bào)文的目的地址，而是表述數(shù)據(jù)的類型和含義，通常這些數(shù)據(jù)的類型根據(jù)它們在控制中的重要性和實(shí)時(shí)性要求被劃分。CAN中一個(gè)報(bào)文被稱一幀，CAN協(xié)議支持四種不同的幀類型：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀、超載幀。1.數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀由7個(gè)不同的位場組成，即：幀起始標(biāo)志位、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC檢查場、ACK應(yīng)答場、幀結(jié)束標(biāo)志位。數(shù)據(jù)場的長度可為零。在CAN2.0B中存在兩種不同的幀格式，其主要區(qū)別在于標(biāo)識(shí)符的長度，具有11位標(biāo)識(shí)符的幀稱為標(biāo)準(zhǔn)幀，而包括29位標(biāo)識(shí)符的幀稱為擴(kuò)展幀，其格式如圖2.5所示。圖2.5標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式數(shù)據(jù)幀2.遠(yuǎn)程幀的組成如圖2.6所示。圖2.6遠(yuǎn)程幀組成遠(yuǎn)程幀被用來請(qǐng)求總線上某個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己想要接收的某種數(shù)據(jù)，具有發(fā)出這種遠(yuǎn)地消息能力的節(jié)點(diǎn)收到遠(yuǎn)程幀后，就應(yīng)盡力響應(yīng)這個(gè)遠(yuǎn)地傳送要求。所以對(duì)遠(yuǎn)程幀本身來說，是沒有數(shù)據(jù)域的。在遠(yuǎn)程幀中，除了RTR位是被設(shè)置成l(隱性)，表示被動(dòng)狀態(tài)外，其余部分與數(shù)據(jù)幀完全相同?？梢哉f，RTR位的極性表示了所發(fā)送的幀是數(shù)據(jù)幀，還是遠(yuǎn)程幀。數(shù)據(jù)長度代碼的數(shù)值是獨(dú)立的(可以標(biāo)注為允許范圍0，1，……8中的任何數(shù)據(jù))。此數(shù)值對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長度代碼。3.錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀由兩個(gè)場組成，如圖2.7所示，第一個(gè)場由來自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加得到，隨后第二個(gè)場是出錯(cuò)界定符。報(bào)文傳輸過程中，檢測到任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)，即于下一位發(fā)送錯(cuò)誤幀，通知發(fā)送端停止發(fā)送。圖2.7錯(cuò)誤幀組成4.超載幀超載幀也包括兩個(gè)位場：超載標(biāo)志和超載界定符，如圖2.8所示。當(dāng)某接收因內(nèi)部原因要求緩發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀時(shí)，它向總線發(fā)出超載幀。超載幀還可以引發(fā)另一次超載幀，但以兩次為限。圖2.8超載幀組成5.幀間空間數(shù)據(jù)幀(或遠(yuǎn)程幀)與其前面幀的隔離是通過幀間空間實(shí)現(xiàn)的，無論其前面的幀為何類型(數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀、超載幀)。所不同的是，超載幀與出錯(cuò)幀之前沒有幀間空間，并且多個(gè)超載幀前面也不被幀間空間分隔。幀間空間包括間歇場和總線空閑場，如果“錯(cuò)誤被動(dòng)”站己作為前一報(bào)文的發(fā)送器時(shí)，則其幀間空間除了間歇、總線空閑外，還包括稱作暫停發(fā)送的位場。對(duì)于非“錯(cuò)誤被動(dòng)”站或已完成前面報(bào)文的接收器，對(duì)于已完成前面報(bào)文發(fā)送器的“錯(cuò)誤被動(dòng)”站。間歇場由3個(gè)隱性位組成。間歇期間，所有站均不允許發(fā)送數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀，僅起標(biāo)注超載條件的作用?？偩€空閑的長度是任意的。只要總線是空閑的，任何等待發(fā)送信息的站都可以訪問總線。在其它報(bào)文發(fā)送期間，暫被掛起的待發(fā)送報(bào)文，緊隨間歇場從第一位開始?？偩€上檢測到的顯性位可被理解為幀起始。暫停發(fā)送場：“錯(cuò)誤被動(dòng)”站發(fā)完一個(gè)報(bào)文后，在開始下一次報(bào)文發(fā)送或認(rèn)可總線空閑之前，它緊隨間歇場后送出8個(gè)隱性位。如果期間另一站開始發(fā)送報(bào)文(由其它站引起)，則此站就作為這個(gè)報(bào)文的接收器。2.4.3CAN報(bào)文的幀格式以CAN2.OB協(xié)議為代表，簡單的介紹一下在常用的CAN控制器寄存器中，CAN數(shù)據(jù)幀的格式。如本論文所采用的CAN控制器SJA1000及帶CAN控制器芯片P87C591均是這種格式。1.CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)幀格式CAN標(biāo)準(zhǔn)幀信息為11個(gè)字節(jié)，包括兩部分：信息和數(shù)據(jù)部分。前3個(gè)字節(jié)為信息部分，如表2.1所示。其中：①字節(jié)1為幀信息。第7位(FF)表示幀格式，在標(biāo)準(zhǔn)幀中，F(xiàn)F=0；第6位(RTR)表示幀的類型，RTR=0表示為數(shù)據(jù)幀，RTR=l表示為遠(yuǎn)程幀；DLC表示在數(shù)據(jù)幀時(shí)實(shí)際的數(shù)據(jù)長度。②字節(jié)2、字節(jié)3為報(bào)文識(shí)別碼，11位有效。③字節(jié)4~字節(jié)11為數(shù)據(jù)幀的實(shí)際數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程幀無效。表2.1CAN2.0A標(biāo)準(zhǔn)幀76543210字節(jié)1FFRARXXDLC（數(shù)據(jù)長度）字節(jié)2（報(bào)文識(shí)別碼）ID.10~ID.3字節(jié)3ID.2~ID.0X字節(jié)4~11數(shù)據(jù)1~數(shù)據(jù)82.CAN2.0B擴(kuò)展幀格式CAN擴(kuò)展幀信息為13字節(jié)，包括兩部分：信息和數(shù)據(jù)部分，前5個(gè)字節(jié)為信息部分，如表2.2所示。其中：①字節(jié)1為幀信息。第7位(FF)表示幀格式，在擴(kuò)展幀中，F(xiàn)F=1；第6位(RTR)表示幀的類型，RTR=0表示為數(shù)據(jù)幀，RTR位表示為遠(yuǎn)程幀；DLC表示在數(shù)據(jù)幀時(shí)實(shí)際的數(shù)據(jù)長度。②字節(jié)2~字節(jié)5為報(bào)文識(shí)別碼，29位有效。③字節(jié)6~字節(jié)13為數(shù)據(jù)幀的實(shí)際數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程幀時(shí)無效。表2.2CAN2.0B擴(kuò)展幀76543210字節(jié)1FFRTRXXDLC字節(jié)2（報(bào)文識(shí)別碼）ID.28~ID.21字節(jié)3（報(bào)文識(shí)別碼）ID.20~ID.13字節(jié)4（報(bào)文識(shí)別碼）ID.12~ID.5字節(jié)5ID.4~ID.0X字節(jié)6~13數(shù)據(jù)1~數(shù)據(jù)82.5位定時(shí)與位同步CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)1Mb/s，通常用石英晶振作為時(shí)鐘發(fā)生器，可以獨(dú)立進(jìn)行位定時(shí)的參數(shù)設(shè)置，這樣即使網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘周期不一樣仍可獲得相同的位速率。但網(wǎng)絡(luò)中晶振的頻率不是絕對(duì)穩(wěn)定的，溫度、電壓以及器件的異常都會(huì)導(dǎo)致微小的差別，但只要將其穩(wěn)定在振蕩器容差范圍之內(nèi)，總線上的節(jié)點(diǎn)會(huì)通過重同步進(jìn)行彌補(bǔ)。CAN總線的位定時(shí)和位同步包括以下一些重要概念。l)正常位速率：為一理想的發(fā)送器，即在沒有重新同步的情況下每秒發(fā)送的位數(shù)。2)正常位時(shí)間：定義為一位的持續(xù)時(shí)間。在位定時(shí)框架內(nèi)執(zhí)行的總線管理功能，如ECU同步狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)送延遲補(bǔ)償和采樣點(diǎn)定位，均由CAN協(xié)議集成電路的可編程位定時(shí)邏輯確定。正常位時(shí)間實(shí)際上是正常位速率的倒數(shù)，即：正常位時(shí)間=l/正常位速率正常位時(shí)間可以劃分為幾個(gè)不重疊的時(shí)間段。即：同步段(SYNC_SEG)、傳播時(shí)間段(PROP_SEG)、相位緩沖段1(PHASE_SEG1)、相位緩沖段2(PHASE_SEG2)。3)同步段：用于同步總線上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，此段內(nèi)要有一個(gè)跳變沿。4)傳播段：用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的物理延遲時(shí)間，它是總線上信號(hào)傳播時(shí)間、輸入比較器延遲和輸出比較器延遲之和的兩倍。5)相位緩沖段1和相位緩沖段2：用于補(bǔ)償沿的相位誤差，通過重同步，這兩個(gè)時(shí)間段可被延長或縮短。6)采樣點(diǎn)：它是讀總線電平并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)位值的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，并位于相位緩沖段1的終點(diǎn)。信息處理時(shí)間始于采樣點(diǎn)，保留用于計(jì)算子序列位電平的時(shí)間段。7)時(shí)間份額：由振蕩器周期推出的一個(gè)固定時(shí)間單元。存在有一個(gè)可編程的預(yù)分刻度值，其整體數(shù)值范圍為1~32，以最小時(shí)間份額為起點(diǎn)，時(shí)間份額的長度為：時(shí)間份額=m*最小時(shí)間份額(其中：m為預(yù)分刻度值)。8)時(shí)間段長度說明：同步段為1個(gè)時(shí)間份額：傳播段的長度可設(shè)置為1，2，……8個(gè)時(shí)間份額；相位段1的長度可設(shè)置為1，2，……8個(gè)時(shí)間份額；相位段2的長度為相位段1和信息處理時(shí)間之間的最大值；信息處理時(shí)間小于或等于2個(gè)時(shí)間份額。一個(gè)位時(shí)間的時(shí)間份額總數(shù)可以設(shè)置在8~25的范圍。9)硬同步：發(fā)生在報(bào)文開始，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)同步于報(bào)文幀起始位的隱性至顯性跳變沿。硬同步后，內(nèi)部位時(shí)間從同步段重新開始，因此，硬同步強(qiáng)迫由于硬同步引起的沿處于重新開始的位時(shí)間同步段之內(nèi)。10)重同步和重同步跳轉(zhuǎn)寬度：重同步發(fā)生在報(bào)文位流發(fā)送期間，以補(bǔ)償個(gè)別振蕩器頻率的變化以及由于從一個(gè)發(fā)送器轉(zhuǎn)至另一個(gè)發(fā)送器引入的變化。重同步的結(jié)果，使相位段1延長或相位段2縮短。這兩個(gè)相位緩沖段的延長或縮短的總和上限由重同步跳轉(zhuǎn)寬度給定。重同步跳轉(zhuǎn)寬度應(yīng)設(shè)置為1和最小值4之間。時(shí)鐘信息可由一位數(shù)值到另一位數(shù)值的跳變?nèi)〉?。這種只有連續(xù)位的固定最大值具有相同數(shù)值的特性提供了在幀期間重新將總線單元同步于位流的可能性，可被用于重同步的兩次跳變之間的最大長度是29個(gè)位時(shí)間。11)沿相位誤差：一個(gè)沿的相位誤差由相對(duì)于同步段的位置給定，以時(shí)間份額量度。相對(duì)誤差的符號(hào)定義如下：若沿處于同步段內(nèi)，則e=0；若沿處于采樣點(diǎn)之前，則e>0；若沿處于前一位的采樣點(diǎn)之后則，e<0。12)同步規(guī)則：硬同步和重同步是同步的兩種形式，遵循下列規(guī)則：在一個(gè)位時(shí)間內(nèi)僅允許一種同步；只要在采樣點(diǎn)之前檢測到的數(shù)值與緊跟沿之后的總線數(shù)值不同，沿過后立即有一個(gè)沿被用于同步；在總線空閑期間，當(dāng)存在一個(gè)“隱性”至“顯性”的跳變沿，則執(zhí)行一次硬同步；所有履行以上規(guī)則1和2的其它“隱性”至“顯性”的跳變沿都將被用于重同步。例外情況是，對(duì)于具有正相位誤差的隱性至顯性的跳變沿，只要隱性至顯性的跳變沿被用于重同步，發(fā)送顯性位的節(jié)點(diǎn)將不執(zhí)行重同步。2.6總線訪問及仲裁技術(shù)CAN總線使用的是一種叫做“載波監(jiān)測，多主掌控/沖突避免”(CSMA/CA)的通信模式。載波監(jiān)測的意思是指在總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送信息報(bào)文前都必須監(jiān)測到總線上有一段時(shí)間的空閑狀態(tài)。一旦此空閑狀態(tài)被監(jiān)測到，那么每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有均等機(jī)會(huì)來發(fā)送報(bào)文，這被稱作多主掌握。沖突避免是指在兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)本身首先會(huì)檢測到出現(xiàn)沖突，然后采取相應(yīng)的措施來解決這一沖突情況。此時(shí)優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文先發(fā)送，低優(yōu)先級(jí)的報(bào)文發(fā)送會(huì)暫停。在CAN總線協(xié)議中是通過一種非破壞性的仲裁方式來實(shí)現(xiàn)沖突檢測的。這也就意味著當(dāng)總線出現(xiàn)發(fā)送沖突時(shí)，通過仲裁后原發(fā)送信息不會(huì)受到任何影響。所有的仲裁判別都不會(huì)破壞優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文信息內(nèi)容，也不會(huì)對(duì)其發(fā)送產(chǎn)生任何的時(shí)延。當(dāng)總線空閑時(shí)呈隱性電平，此時(shí)任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以向總線發(fā)送一個(gè)顯性電平作為一個(gè)幀的開始。如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，就會(huì)產(chǎn)生競爭。CAN總線解決總線競爭的方法和以太網(wǎng)的CSMA/CD方法比較類似，并且CAN做了改進(jìn)，是按位對(duì)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行仲裁。各發(fā)送節(jié)點(diǎn)在向總線發(fā)送電平的同時(shí)，也對(duì)總線上的電平進(jìn)行讀取，并與自身發(fā)送的電平進(jìn)行比較，如果電平相同則繼續(xù)發(fā)送下一位，不同則停止發(fā)送，退出總線競爭。剩余的節(jié)點(diǎn)則繼續(xù)上述過程，直到總線上只剩下一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的電平，總線競爭結(jié)束，優(yōu)先級(jí)最高的節(jié)點(diǎn)獲得了總線的使用權(quán)。2.7CAN總線的通信錯(cuò)誤及其處理2.7.1錯(cuò)誤類型在CAN總線中存在5種錯(cuò)誤類型，它們并不相互排斥；①位錯(cuò)誤：站單元在發(fā)送位的同時(shí)也對(duì)總線進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)監(jiān)視到的總線位數(shù)值與送出的位數(shù)值不同時(shí)，則在該位時(shí)刻檢測出一個(gè)位錯(cuò)誤。但是，在仲裁場的填充位流期間或應(yīng)答間隙期間送出隱性位，而檢測到一個(gè)顯性位時(shí)，不視為位錯(cuò)誤。當(dāng)發(fā)送器發(fā)送一個(gè)被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，而檢測到顯性位時(shí)，也不視為位錯(cuò)誤。②填充錯(cuò)誤：如果在使用位填充方法進(jìn)行編碼的信息中，出現(xiàn)了第6個(gè)連續(xù)相同的位電平時(shí)，將檢測到一個(gè)填充錯(cuò)誤。③CRC錯(cuò)誤：CRC序列是由發(fā)送器CRC計(jì)算結(jié)果組成的。接收器計(jì)算CRC的方法與發(fā)送器相同。如果計(jì)算結(jié)果與接收到的CRC序列不相同，則檢測到一個(gè)CRC錯(cuò)誤。④格式錯(cuò)誤：當(dāng)一個(gè)固定形式的位場中出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)非法位時(shí)，則檢測到一個(gè)格式錯(cuò)誤。⑤應(yīng)答錯(cuò)誤：在應(yīng)答間隙期間，發(fā)送器未檢測到顯性位，則檢測到一個(gè)應(yīng)答錯(cuò)誤。2.7.2錯(cuò)誤狀態(tài)界定為了進(jìn)行錯(cuò)誤界定，每個(gè)CAN控制器均設(shè)有兩個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器：發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器(TEC)和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器(REC)。CAN總線上所有節(jié)點(diǎn)按其錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器數(shù)值情況可分為三個(gè)狀態(tài)：“錯(cuò)誤主動(dòng)”、“錯(cuò)誤被動(dòng)”、“總線關(guān)閉”。節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換(根據(jù)錯(cuò)誤界定規(guī)則)如圖2.9所示。錯(cuò)誤錯(cuò)誤主動(dòng)錯(cuò)誤被動(dòng)總線關(guān)閉接受錯(cuò)誤大于127或發(fā)送錯(cuò)誤大于127或發(fā)送錯(cuò)誤小于128或發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)小于128正常模式請(qǐng)求和11個(gè)連續(xù)的隱性位128次接受錯(cuò)誤計(jì)數(shù)大于255圖2.9節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖上電復(fù)位后，兩個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的數(shù)值都為0，節(jié)點(diǎn)處于錯(cuò)誤主動(dòng)狀態(tài)，可正常參與總線通信，檢測到錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)送主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。當(dāng)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器任一計(jì)數(shù)器數(shù)值超過127時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤被動(dòng)狀態(tài)。處于錯(cuò)誤狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)可參與總線通信，但出錯(cuò)后，發(fā)送被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，并在開始進(jìn)一步發(fā)送數(shù)據(jù)之前將等待一段附加時(shí)間(暫停發(fā)送場)。當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器均小于或等于127時(shí)，節(jié)點(diǎn)從錯(cuò)誤被動(dòng)狀態(tài)再次變?yōu)殄e(cuò)誤主動(dòng)狀態(tài)。若發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器數(shù)值超過255后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)，既不能向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，也不能從總線接收數(shù)據(jù)。當(dāng)軟件執(zhí)行操作模式請(qǐng)求命令，并等待128次總線釋放序列(11位連續(xù)隱性位)后，節(jié)點(diǎn)從總線脫離狀態(tài)重新回到錯(cuò)誤主動(dòng)狀態(tài)。2.8MATLAB／Simulink介紹表3.1仿真參數(shù)設(shè)置MATLAB／Simulink應(yīng)用于數(shù)學(xué)分析、算法丌發(fā)及應(yīng)用程序開發(fā)，是一款功能強(qiáng)大的建模軟件，且集計(jì)算、可視化及編程于一身。該軟件只能對(duì)離線模型進(jìn)行仿真和算法的初步驗(yàn)證，但可通過RTW對(duì)MATLAB進(jìn)行擴(kuò)展，即可從Simulink方框圖中自動(dòng)生成C代碼。此時(shí)，要對(duì)仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如表3.1所示：2.9dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件作為一個(gè)全方位的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與測試的平臺(tái)，dSPACE擁有簡單易用的代碼生成及下載的軟件和實(shí)驗(yàn)工具軟件，還擁有極強(qiáng)靈活性的硬件組合系統(tǒng)。在軟件方面，它將代碼生成及下載的軟件集成于MATLAB中，且允許用戶在MATLAB中直接調(diào)用dSPACE的各種函數(shù)庫。2.9.1RTW(Real-TimeWorkshop)RTW與dSPACE的RTI(Real—TimeInterface)配合，可從Simulink方框圖中自動(dòng)生成可移植的代碼，并根據(jù)配置目標(biāo)能自動(dòng)生成多種環(huán)境下的程序。2.9.2代碼生成和下載軟件RTIRTI(Real—TimeInterface)用于連接MATLAB／Simulinl(與dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)，可同時(shí)對(duì)Simulink庫和RTW進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)無需編寫程序就能完成從Simulink模型到dSPACE實(shí)時(shí)硬件代碼的無縫自動(dòng)下載。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：l、建立Simulink模型，進(jìn)行離線仿真；2、添加dSPACEI／O；3、生成實(shí)時(shí)代碼并下載到實(shí)時(shí)硬件中；4、用dSPACE實(shí)驗(yàn)工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中的交互操作；RTI可處理連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和多采樣頻率系統(tǒng)，且若系統(tǒng)較為復(fù)雜，則可采用RTI—MP來完成多處理器系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建立多處理器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。可配合使用多處理器的實(shí)驗(yàn)工具軟件ControlDeskMultiprocessorExtension。2.9.3ControlDesk綜合實(shí)驗(yàn)和測試環(huán)境軟件ControlDesk為實(shí)驗(yàn)過程提供綜合管理，具體可以實(shí)現(xiàn)：1)實(shí)時(shí)硬件的圖形化管理ControlDesk可以注冊管理新硬件；對(duì)內(nèi)存大小和處理器時(shí)鐘頻進(jìn)行檢查；采用Windows拖放方式來完成目標(biāo)程序的下載；用START和STOP來控制實(shí)時(shí)程序的啟動(dòng)和停止；通過ERRORMESSAGELOGGING窗口實(shí)現(xiàn)出錯(cuò)監(jiān)視功能；觀看配置數(shù)據(jù)。2)用戶虛擬儀表的建立在ControlDesk中，用戶可以從儀表庫中采用拖放的方式建立所需的虛擬儀表，并通過所建立的虛擬儀表與實(shí)時(shí)程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換、實(shí)時(shí)曲線跟蹤、完成參數(shù)在線修改，并能記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回放等。3)變量的可視化管理ControlDesk以圖形方式訪問RTI生成的變量文件(*．par)，通過拖放操作在變量和虛擬儀表之間建立聯(lián)系，除了能訪問一般變量外，還可以訪問比如采樣時(shí)間、中斷優(yōu)先級(jí)、程序執(zhí)行時(shí)問等其他與實(shí)時(shí)操作相關(guān)的變量。4)參數(shù)的可視化管理ControlDesk能根據(jù)實(shí)時(shí)變量樹生成參數(shù)文件，通過參數(shù)文件對(duì)實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行批參數(shù)修改，通過多個(gè)參數(shù)文件的順序調(diào)入研究不同參數(shù)組對(duì)實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)的影響。2.10本章小結(jié)本章只要講述了CAN總線的原理和dSPACE的硬件及軟件，包括CAN的性能、協(xié)議、報(bào)文的格式，和dSPACE的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，以及ControlDesk綜合實(shí)驗(yàn)和測試環(huán)境。dSPACE中CAN模塊通訊實(shí)現(xiàn)采用dSPACE仿真平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)仿真的研究，代表著國際上這方面的先進(jìn)水平。作為一個(gè)全方位的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，dSPACE擁有簡單易用的代碼生成及下載軟件、試驗(yàn)工具軟件，還擁有靈活性極強(qiáng)的硬件組合系統(tǒng)，具有其它仿真機(jī)所無可比擬的優(yōu)越性。利用dSPACE，可以把精力全神貫注于控制方案的構(gòu)思，可以大大縮短開發(fā)周期。本章將利用dSPACE系統(tǒng)針對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行通信開發(fā)，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)CAN總線系統(tǒng)的通訊仿真。3.1dSPACE的CAN模塊3.1.1CAN網(wǎng)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)是20世紀(jì)80年代初為汽車業(yè)開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線。CAN是一種很高保密性，有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用得益于其自身的技術(shù)特點(diǎn)：①CAN總線采用多主結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上的任一節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通信方式靈活；②網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)根據(jù)對(duì)總線訪問優(yōu)先級(jí)的不同（取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符），最快可在134μs內(nèi)得到響應(yīng)；③采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，可以大大節(jié)省總線沖突總裁時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)在擁擠的情況下也不會(huì)癱瘓；④CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而是對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接受到相同的數(shù)據(jù)，可以方便實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等方式的傳送接受數(shù)據(jù)，容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性；⑤CAN采用NRZ編碼，直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5Kbps），通信速率最高可達(dá)1Mbps（此時(shí)通信距離最長為40m）；⑥采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低。CAN的每幀信息都有CRC效驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證出錯(cuò)率極低；⑦通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜和光纖，選擇靈活；⑧CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上的其它操作不受影響。此外，CAN總線還帶來如下好處：減少各功能模塊所需的線束數(shù)量和體積；減少整車質(zhì)量并降低汽車成本，具有較高的數(shù)據(jù)傳輸可靠性和安裝便捷性，擴(kuò)展了汽車功能；一些數(shù)據(jù)如車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速和SOC等能夠在總線上共享，因此去除了冗余的傳感器，使傳感器信號(hào)線減至最少，控制單元可做到高速數(shù)據(jù)傳輸；可以通過增加節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展功能，如果數(shù)據(jù)擴(kuò)展增加新的信息，只需升級(jí)軟件即可；實(shí)時(shí)監(jiān)測并糾正由電磁干擾引起的傳輸錯(cuò)誤，并在檢測到故障后存儲(chǔ)故障碼。3.1.2dSPACE系統(tǒng)dSPACE是一套基于Matlab/Simulink的控制系統(tǒng)開發(fā)及半實(shí)物仿真的軟硬件工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了與Matlab/Simulink/RTW的完全無縫連接。dSPACE系統(tǒng)擁有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高，擴(kuò)充性好等優(yōu)點(diǎn)。dSPACE硬件系統(tǒng)中的處理器具有高速的計(jì)算能力，并配備了豐富的I/O支持，可以根據(jù)需要進(jìn)行組合；軟件環(huán)境的功能強(qiáng)大且使用方便，包括實(shí)現(xiàn)代碼自動(dòng)生成/下載和試驗(yàn)/調(diào)試的整套工具。dSPACE硬件系統(tǒng)：microAutobox是dSPACE的硬件部分，是專門為內(nèi)置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工作平臺(tái)，本系統(tǒng)選用的組件包括處理板DS1005和I/O接口板DS2210，DS1005板與DS2210板之間通過32位高速PHS總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，DS1005處理板采用了MotorolaPowerPC750芯片為核心處理器，主頻為480MHz，通過以太網(wǎng)與PC主機(jī)通訊。PCPC主機(jī)ControldeskdSPACEMicroAutobox處理器DS1005I/O板DS2210以太網(wǎng)圖3.1dSPACE硬件件系統(tǒng)dSPACE軟件系統(tǒng)：Controldesk是dSPACE的軟件部分，作為調(diào)試工具，Controldesk可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)、監(jiān)控或中斷程序執(zhí)行等功能。3.2CAN總線通訊程序開發(fā)3.2.1系統(tǒng)開發(fā)流程系統(tǒng)開發(fā)流程如圖3.2所示：包括信號(hào)輸入電路的搭建、dSPACE硬件（MicroAutobox）接口的連接、在MATLAB/Simulink中建立系統(tǒng)模型、實(shí)時(shí)C代碼的生成、編譯和下載、用ControlDesk試驗(yàn)工具軟件包，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試等幾個(gè)部分。信號(hào)輸入電路的搭建信號(hào)輸入電路的搭建dSPACE硬件（MicroAutobox）接口的連接在MATLAB/Simulink中建立系統(tǒng)模型實(shí)時(shí)C代碼的生成、編譯和下載用ControlDesk試驗(yàn)工具軟件包，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試結(jié)束圖3.2系統(tǒng)開發(fā)流程圖3.2.2基于dSPACE的信號(hào)生成電路圖3.3輸入信號(hào)的電位計(jì)電路本系統(tǒng)采用的信號(hào)裝置為一十轉(zhuǎn)繞線電位計(jì)。電路由R1與R2+R3組成的分壓電路，再由U1緩沖器得到一穩(wěn)定的參考電壓Vf1，將此穩(wěn)定的參考電壓送至電位計(jì)。參考電壓為3.6V，因此經(jīng)過十轉(zhuǎn)的電位計(jì)，每一轉(zhuǎn)360°，十轉(zhuǎn)計(jì)有3600°，因此可以達(dá)到每一度的電壓為1mV的精度。R6，R7，U4，R5，R4組成OFFSET電路，使V0輸出電壓在0°時(shí)，電壓為零伏特。電路圖如圖3.3所示：3.2.3MicroAutobox硬件接口的連接本CAN總線通訊系統(tǒng)利用MicroAutobox自帶的兩個(gè)CAN模塊，在外部搭建CAN通訊總線。為了增強(qiáng)CAN通訊的可靠性，CAN總線網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端點(diǎn)通常要加入有抑制信號(hào)反射的終端匹配電阻RT，當(dāng)通信介質(zhì)為雙絞線時(shí)，一般取RT＝100～120Ω。本研究選擇RT為120Ω。并將V0信號(hào)接線端通過dSPACE接線端子與V1引腳（A/D轉(zhuǎn)換模塊信號(hào)輸入通道）相連接。具體引腳連接如圖3.4所示：VV0接線端ADCType1inCon2Ch4V1V6X6V5X5CAN1highCAN1lowCAN1CAN2highCAN2lowCAN2RT圖3.4MicroAutobox硬件接口3.2.4MATLAB/Simulink建模在MATLAB/Simulink中建立系統(tǒng)模型，其中包括信號(hào)AD處理模塊、CAN設(shè)置模塊、CAN信息收發(fā)模塊。具體模型圖如圖3.5所示：第一組第一組第二組圖3.5MATLAB/Simulink模型圖3.6模塊功能設(shè)置窗口開始開始初始化CAN模塊查詢A/D完成標(biāo)志位是否置位讀取A/D結(jié)果寄存器數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器啟動(dòng)發(fā)送命令結(jié)束NYNN處理收到的報(bào)文中斷服務(wù)程序接受中斷？從緩沖器中讀出報(bào)文并保存Y釋放接收緩沖器圖3.7發(fā)送程序流程圖圖3.8接收?qǐng)?bào)文流程圖（中斷控制）當(dāng)模型建立完成后先對(duì)模型運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，選擇1401板組，將A/D模塊的通道設(shè)置為ADCType1Con2Ch4。然后對(duì)相應(yīng)CAN模塊進(jìn)行設(shè)置。針對(duì)CANCONTROLLERSETUP定義CAN的硬件的全局設(shè)置，如模塊類型、模塊編號(hào)、控制器和波特率。我們將第一組模塊設(shè)置為模塊類型1、模塊編號(hào)1、控制器中選擇報(bào)文類型為標(biāo)準(zhǔn)幀發(fā)送，將第二組模塊設(shè)置為模塊類型1、模塊編號(hào)2、控制器中選擇報(bào)文類型為標(biāo)準(zhǔn)幀接收。模塊屬性如圖3.6所示：對(duì)發(fā)送信息的報(bào)文格式進(jìn)行編碼和傳送的信息與某一特定標(biāo)識(shí)符的設(shè)置。其中數(shù)據(jù)幀由七種不同的位域(BitField)組成：幀起始(Startof)、仲裁域(ArbitrationField)、控制域(ControlField)、數(shù)據(jù)域(DataField)、CRC域(CRCField)、應(yīng)答域(ACKField)和幀結(jié)尾(Endof)。數(shù)據(jù)域的長度可以為0～8個(gè)字節(jié)。發(fā)送節(jié)點(diǎn)CAN模塊在初始化結(jié)束后，以查詢的方式檢測A/D完成標(biāo)志位是否置位，當(dāng)檢測到標(biāo)志位置位后，讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器，隨后啟動(dòng)發(fā)送命令使報(bào)文向總線上發(fā)送，完成發(fā)送程序。節(jié)點(diǎn)發(fā)送程序流程如圖3.7所示：接收節(jié)點(diǎn)接受報(bào)文采用中斷方式，如果條信息已通過驗(yàn)收濾波器且已放在接收緩沖器中，那么會(huì)產(chǎn)生一個(gè)接收中斷。因此，微控制器能立刻起作用，將接收到的信息送到信息存儲(chǔ)器，然后通過對(duì)命令寄存器的相應(yīng)標(biāo)志RRB置位，釋放接收緩沖器，完成信息接收程序。節(jié)點(diǎn)接收程序流程圖如圖3.8所示：3.2.5C代碼的生成、編譯、連接和下載選擇RTW(Real-Time-Workshop)Build，自動(dòng)完成目標(biāo)系統(tǒng)從線框圖到實(shí)時(shí)C代碼的生成、編譯、連接和下載。即使是復(fù)雜的大型控制系統(tǒng)，該過程也只需幾分鐘左右。3.2.6基于ControlDesk通訊程序測試圖3.9Controldesk通訊界面用ControlDesk試驗(yàn)工具軟件包將運(yùn)行完的模型另存為experiment，將模型樹中變量拖拽到ControlDesk的layout模塊中，使其建立連接，并與實(shí)時(shí)控制器進(jìn)行交互操作，如調(diào)整控制參數(shù)，顯示控制系統(tǒng)的狀態(tài)。實(shí)時(shí)CAN通訊界面如圖3.9所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，針對(duì)信號(hào)電路的發(fā)送數(shù)據(jù)，接收模塊能準(zhǔn)確接受相應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù)，且跟隨性良好，達(dá)到了預(yù)先期望的基于CAN總線進(jìn)行通訊的目的。3.3本章小結(jié)本章采用dSPACE標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)作為仿真機(jī)，建立了數(shù)字控制系統(tǒng)，開發(fā)了針對(duì)CAN總線的通訊系統(tǒng)，并通過ControlDesk綜合試驗(yàn)與測試軟件，進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真測試，實(shí)現(xiàn)了CAN模塊之間的信息通訊，為下一步實(shí)現(xiàn)多個(gè)模塊基于CAN總線的通訊，及在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)混和動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS、電機(jī)、電池系統(tǒng)等控制模塊之間的通訊提供思路。CAN總線系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)4.1CAN協(xié)議支持器件迄今為止，支持CAN協(xié)議的有Inter、Motorola、Philips、Siemens等百余家國際著名公司，目前市場上最常見的CAN總線產(chǎn)品按照控制器芯片的功能來分有兩種：一種是獨(dú)立的CAN控制器芯片，如Philips的PCA82C200和SJA1000；一種是集成到微控制器中的控制器芯片，其中有8位微控制器芯片，如Philips的PSXC59X系列芯片，有16位控制器芯片，如Motorola的68HC912系列以及32位微控制器芯片，如Motorola的MC6837系列芯片和帶有CAN的DSP芯片，如TI的TMS32OLF24系列芯片。本論文的核心任務(wù)是用STC89C52RC單片機(jī)以及CAN控制器SJA1000和CAN驅(qū)動(dòng)收發(fā)器PCA82C250作為CAN網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建汽車中央門鎖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)汽車中控門鎖的CAN網(wǎng)控制，所以下面主要介紹這種器件，在介紹中將主要突出在設(shè)計(jì)中用到的功能，而對(duì)那些未用功能僅作簡單介紹。P87C591是一個(gè)8位高性能單片機(jī)。它具有片內(nèi)CAN控制器，是80C51單片機(jī)家族中非常優(yōu)秀的一員。它采用了強(qiáng)大的80C51指令集，并成功地包含了PhiliPs公司CAN控制器SJA100O的強(qiáng)大的功能。P87C591單片機(jī)以其先進(jìn)的CMOS工藝制造和設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于汽車和通用的工業(yè)中。除了80C51的標(biāo)準(zhǔn)特性之外，器件還為這些應(yīng)用提供許多專用的硬件功能，主要是便于和CAN總線進(jìn)行連接。1.特性P87C591的主要特性可以歸納為以下幾點(diǎn)：16KB的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；512KB片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM；3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1(標(biāo)準(zhǔn)80C51)和T2(捕獲和比較)；1個(gè)片內(nèi)看門狗定時(shí)器T3；帶6路模擬輸入的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，可選擇的快速8位ADC；2個(gè)8位分辨率的脈寬調(diào)制輸出(PWM)；具有32個(gè)可編程的I2C總線1/0接口；保密位，32KB加密陣列；4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，巧個(gè)中斷源；有兩個(gè)16位的DPTR寄存器可以提供對(duì)外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址方法；可禁止ALE實(shí)現(xiàn)降低EMI；低電平復(fù)位信號(hào)；增強(qiáng)型PeliCAN內(nèi)核；溫度范圍-40℃~85℃；提供44引腳的LCC封裝；2.引腳的簡單描述P87C591的引腳如圖4.l所示。圖4.1P87C591的引腳圖Vdd：接電源?？梢蕴峁┱?、空閑和掉電工作電壓；VSS：接地端。0V參考點(diǎn)；P0、Pl、P2和P3為4個(gè)8位可編程的輸入/輸出(I/O)口。這里一些I/O口還提供了其他的功能，這里不再詳細(xì)講述；XTALI：晶振引腳1。作為反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入。使用外部振蕩器時(shí)鐘信號(hào)的輸入端；XTALZ：晶振引腳2。作為反相振蕩放大器輸出。當(dāng)使用外部振蕩器時(shí)開路；RST：復(fù)位端輸入。當(dāng)定時(shí)器T3溢出時(shí)，提供復(fù)位脈沖輸入；EA/VPP：外部訪問輸入端。如果復(fù)位時(shí)它入保持TTL高電平，CPU執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的程序；如果為TTL低電平，CPU通過P0和P2口執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序(VPP：給P87C591提供編程電壓)；PSEN：程序存儲(chǔ)使能端。外部程序存儲(chǔ)器的讀選通；ALE/PROG：地址鎖存使能端。正常操作中，在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)鎖存存儲(chǔ)器的低字節(jié)(p滅石石可作為編程時(shí)的脈沖輸入)；AVref：AD轉(zhuǎn)換參考電阻端；AVSS：模擬信號(hào)接地端；PWM0：脈寬調(diào)制，輸出0；PWM1：脈寬調(diào)制，輸出1。3.P87C591的CAN控制器PeliCAN模塊PeliCAN模式是P87C591的CAN控制器的唯一模式。CPU通過5個(gè)特殊功能寄存器CANADR(地址)、CANDAT(數(shù)據(jù))、CANMOD(模式)、CANSTA(狀態(tài))和CANCON(控制)對(duì)PeliCAN模塊進(jìn)行訪問。需要注意的是，根據(jù)訪問方向的不同，CANCON和CANSTA具有不同的寄存器結(jié)構(gòu)。PeliCAN寄存器可以通過兩種不同的方式訪問。支持軟件輪詢或控制主要CAN功能的最重要的寄存器可以象單獨(dú)的SFRs一樣直接訪問。CAN模塊的其它部分通過一個(gè)間接的指針機(jī)制進(jìn)行訪問。為了達(dá)到最高的數(shù)據(jù)吞吐量，在使用間接尋址時(shí)，也包含了地址自動(dòng)增加的特性。①CANADR該讀/寫寄存器定義通過CANDAT訪問的PeliCAN內(nèi)部寄存器的地址?？蓪⑵浣忉尀閷?duì)PeliCAN操作的一個(gè)指針。對(duì)PeliCAN塊寄存器的讀/寫訪問通過CANDAT寄存器執(zhí)行。通過地址自動(dòng)增加模式，為CAN控制器內(nèi)部寄存器提供了快速的類棧讀和寫。如果CANADR內(nèi)當(dāng)前定義的地址大于或等于32(十進(jìn)制)，CANADR的內(nèi)容在任意對(duì)CANDAT讀或?qū)懖僮骱笞詣?dòng)增加。例如，將一個(gè)信息裝入發(fā)送緩沖區(qū)，可通過將發(fā)送緩沖區(qū)的首地址70H(112)寫入CANADR，然后將信息字節(jié)一個(gè)接一個(gè)寫入CANDAT。CANADR超過FFH后復(fù)位為00H。如果CANADR小于32，不會(huì)執(zhí)行自動(dòng)地址增加。即使CANDAT執(zhí)行讀或?qū)懀珻ANADR的值仍保持不變。只允許在PeliCAN控制器的低地址空間進(jìn)行寄存器輪詢。②CANDATCANDAT作為一個(gè)讀/寫寄存器。特殊功能寄存器CANDAT看上去是對(duì)CANADR所選的CAN控制器內(nèi)部寄存器的一個(gè)端口。對(duì)CANDAT寄存器的讀寫等效于對(duì)該內(nèi)部寄存器的訪問。需要注意的是，如果CANADR中當(dāng)前的地址大于等于32，那么任何對(duì)CANDAT的訪問將使CANADR自動(dòng)增加。③CANMOD對(duì)PeliCAN模式寄存器CANMOD是直接進(jìn)行讀寫訪問的。模式寄存器位于PeliCAN模塊中的地址00H單元。④CANSTA根據(jù)訪問方向的不同，CANSTA提供對(duì)PeliCAN的狀態(tài)寄存器和中斷使能寄存器的直接訪問控制。對(duì)CANSTA的讀操作是對(duì)PeliCAN的狀態(tài)寄存器(地址2)進(jìn)行訪問。對(duì)CANSTA的寫操作是對(duì)中斷使能寄存器(地址4)進(jìn)行訪問。⑤CANCON根據(jù)訪問方向的不同，CANCON提供對(duì)PeliCAN的中斷寄存器和命令寄存器的直接訪問控制。對(duì)CANCON的讀操作是對(duì)PeliCAN的中斷寄存器(地址3)進(jìn)行訪問。對(duì)CANCON的寫操作是對(duì)命令寄存器(地址l)進(jìn)行訪問。4.2CAN總線節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)的是門鎖控制系統(tǒng)CAN總線節(jié)點(diǎn)，采用P87C591作為節(jié)點(diǎn)的微處理器，采用PHILIPS公司的82C250作為CAN總線通信接口的收發(fā)器。如圖4.2所示為門鎖控制系統(tǒng)CAN總線節(jié)點(diǎn)通訊相關(guān)的硬件電路原理圖。由于P8xC591本身含有CAN模塊，因此不需要外加CAN控制器，所需要的外部元件僅僅是一個(gè)晶振加兩個(gè)電容，一個(gè)連接到復(fù)位腳的電容(使用片內(nèi)復(fù)位電路)以及一個(gè)收發(fā)器用于將P8xC591連接到CAN總線。為了加強(qiáng)CAN節(jié)點(diǎn)的抗干擾性，在硬件設(shè)計(jì)上采取了以下措施：1.印刷線路板要合理布局。元件在板上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問題，原則之一是各部件之間的引線要盡量短。在布局上，印制電路板要合理分區(qū)，要把模擬信號(hào)部分、數(shù)字信號(hào)部分、噪聲源部分(繼電器、大功率開關(guān)等)合理分開，使相互之間的信號(hào)藕合減小到最小。把相互有關(guān)的器件就近放置，如時(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，互相靠近放置。在布線時(shí)，使地線盡量的加粗。如果地線很細(xì)，則地線電阻將會(huì)較大，造成接地電位隨電流的變化而變化，，致使信號(hào)電平不穩(wěn)，導(dǎo)致電路的抗干擾能力下降。在布線空間允許的情況下，要保證主要地線的寬度至少在2~3mm以上，元件引腳上的接地線應(yīng)該在1.5mm左右。數(shù)據(jù)線的寬度應(yīng)盡可能的寬，以減小阻抗。一般數(shù)據(jù)線的寬度至少不小于0.3mm，如果采用0.46~0.5mm則更好。2.82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施82C250的CANH和CANL引腳各自通過一個(gè)5Ω的電阻與CAN總線相連，電阻可起到一定的限流作用，保護(hù)82C250免受過流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)30p的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。另外在兩根CAN總線接入端與地之間分別反接了一個(gè)保護(hù)二極管，當(dāng)CAN總線有較高的負(fù)電壓時(shí)，通過二極管的短路可起到一定的過壓保護(hù)作用。82C250的Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可根據(jù)總線通訊速度適當(dāng)調(diào)整，一般在16K~40K之間。圖4.2門鎖控制系統(tǒng)CAN節(jié)點(diǎn)電路圖4.3CAN總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)CAN總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三大部分：CAN節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收。熟悉這三部分程序的設(shè)計(jì)，就能編寫出利用CAN總線進(jìn)行通信的一般應(yīng)用程序。當(dāng)然要將CAN總線應(yīng)用于通信任務(wù)比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，還需詳細(xì)了解有關(guān)CAN總線錯(cuò)誤處理、總線脫離處理、接收濾波處理、波特率參數(shù)設(shè)置和自動(dòng)檢測以及CAN總線通信距離和節(jié)點(diǎn)數(shù)的計(jì)算等方面的內(nèi)容。下面僅就前面提到的三部分程序的設(shè)計(jì)作一個(gè)描述。4.3.1初始化1.復(fù)位模式和操作模式在上電或硬件復(fù)位后，CAN控制器將處于復(fù)位模式。在該模式中，模式寄存器的RM位總是為1。如果CAN控制器不處于復(fù)位模式，RM位的置位(通過硬件或軟件)將強(qiáng)制其進(jìn)入復(fù)位模式，內(nèi)部狀態(tài)機(jī)被凍結(jié)。典型地，在上電或硬件復(fù)位后，一旦引導(dǎo)和初始化程序結(jié)束，CPU將通過軟件(清零RM位)使CAN控制器進(jìn)入操作模式。在操作模式中，下面任何一個(gè)動(dòng)作將使RM位置位從而強(qiáng)制CAN控制器進(jìn)入復(fù)位模式?！び布?fù)位·通過軟件將RMMOD.0置位·總線脫離狀態(tài)此外，CAN控制器的”特殊模式”只能從復(fù)位模式中進(jìn)入。這些特殊模式為測試模式、接收器極性模式、自檢測模式和只聽模式。退出復(fù)位模式后，CAN控制器返回到由模式寄存器所定義的模式。2.CAN控制器的設(shè)定CAN控制器在上電或硬件復(fù)位后必須進(jìn)行設(shè)定以實(shí)現(xiàn)CAN通信，初始化的處理應(yīng)當(dāng)包括下面幾項(xiàng)：·操作模式·驗(yàn)收濾波器·總線定時(shí)·TXDC輸出管腳配置·中斷圖4.3所示為初始化處理編程示例的流程圖。對(duì)于CAN控制器的初始化，只與表4.1中所列寄存器相關(guān)。大多數(shù)CAN寄存器具有一個(gè)方便的恢復(fù)特性，在硬件復(fù)位或使CAN控制器進(jìn)入復(fù)位模式后用戶配置可保持不變(表4.1中標(biāo)注“不變”)。表4.1CAN控制器寄存器設(shè)定3.流程圖下圖為CAN控制器初始化程序的簡短示例。圖4.3初始化的流程圖4.3.2發(fā)送信息的發(fā)送由CAN控制器根據(jù)CAN協(xié)議規(guī)范自動(dòng)完成。首先，CPU必須將發(fā)送信息傳送到發(fā)送緩沖區(qū)中并置位命令寄存器中的”發(fā)送請(qǐng)求”標(biāo)志。發(fā)送處理可通過中斷請(qǐng)求或查詢狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行控制。1.查詢控制的發(fā)送如圖4.5所示，CAN控制器的發(fā)送中斷被禁止用于該類型發(fā)送的控制。當(dāng)P87C591發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送緩沖區(qū)對(duì)寫操作鎖定。這樣CPU必須檢查狀態(tài)寄存器的”發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)”標(biāo)志(TBS)，以確定是否可以將一個(gè)新信息放入發(fā)送緩沖區(qū)。發(fā)送緩沖區(qū)被鎖定：周期性查詢狀態(tài)寄存器，CPU一直等待發(fā)送緩沖區(qū)被釋放。發(fā)送緩沖區(qū)被釋放：CPU將新信息寫入發(fā)送緩沖區(qū)并置位命令寄存器的”發(fā)送請(qǐng)求”標(biāo)志(TR)，該標(biāo)志導(dǎo)致發(fā)送的啟動(dòng)。當(dāng)發(fā)送完成狀態(tài)位置位時(shí)，標(biāo)志CAN信息己經(jīng)成功發(fā)送。主流程：發(fā)送一個(gè)信息圖4.4“發(fā)送一個(gè)消息”（查詢控制）的流程圖2.中斷控制的發(fā)送根據(jù)控制器的主流程，CAN控制器的發(fā)送中斷和PsxC591的全局中斷必須在中斷控制的發(fā)送起始之前使能。中斷使能標(biāo)志位于CAN控制器的中斷使能寄存器中。只要PsxC591在發(fā)送信息，發(fā)送緩沖區(qū)就禁止寫操作。這樣CPU必須檢查狀態(tài)寄存器的“發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)”，標(biāo)志(TBS)，以確定是否可將一個(gè)新信息放入發(fā)送緩沖區(qū).將CAN信息寫入發(fā)送緩沖區(qū)和置位發(fā)送請(qǐng)求與前面所述相似。圖4.4所示為中斷控制信息發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)流程。還包括了對(duì)由于發(fā)送緩沖區(qū)未釋放而無法發(fā)送的信息的調(diào)度。該情況下使用CAN控制器的“放棄發(fā)送”功能。發(fā)送緩沖區(qū)被鎖定：發(fā)送緩沖區(qū)被鎖定時(shí)，CPU必須將信息臨時(shí)保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。并置位軟件標(biāo)志“更多信息”，用于指示有新的信息等待發(fā)送。該情況下，下一個(gè)發(fā)送信息的起始將在中斷服務(wù)程序中處理。中斷服務(wù)程序在結(jié)束當(dāng)前運(yùn)行的發(fā)送時(shí)啟動(dòng)。CPU在接收來自CAN控制器的中斷時(shí)，對(duì)中斷類型進(jìn)行檢查。當(dāng)發(fā)送中斷和”更多信息”標(biāo)志置位時(shí)，等待發(fā)送的信息必須從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器復(fù)制到發(fā)送緩沖區(qū)并將”更多信息”標(biāo)志清零。命令寄存器的”發(fā)送請(qǐng)求”標(biāo)志置位，這將使CAN控制器啟動(dòng)信息的發(fā)送。發(fā)送緩沖區(qū)被釋放：CPU將新信息寫入發(fā)送緩沖區(qū)并置位標(biāo)志“發(fā)送請(qǐng)求”。在發(fā)送結(jié)束時(shí)，CAN控制器產(chǎn)生一個(gè)發(fā)送中斷。圖4.4“發(fā)送一個(gè)消息”（中斷控制）的流程圖4.3.3接收1.查詢控制的接收查詢控制接收的典型流程如圖4.5。所示CAN控制器的接收中斷禁止用于此接收控制的類型。CPU以一定周期讀取CAN控制器的狀態(tài)寄存器，以檢查是否接收緩沖區(qū)狀態(tài)標(biāo)志(RBS)指示至少接收到一個(gè)信息。圖4.5“信息的接收”（查詢控制）的流程圖接收緩沖區(qū)狀態(tài)標(biāo)志指示空，即沒有接收到信息：CPU繼續(xù)當(dāng)前的任務(wù)直到產(chǎn)生一個(gè)新的檢查接收緩沖區(qū)狀態(tài)的請(qǐng)求。接收緩沖區(qū)狀態(tài)標(biāo)志指示滿，即已接收一個(gè)或多個(gè)信息：CPU從CAN控制器取出第一個(gè)信息并置位命令寄存器中的釋放接收緩沖區(qū)標(biāo)志。CPU可在下一次檢查之前處理每一個(gè)接收到的信息。也可以通過再次查詢接收緩沖區(qū)狀態(tài)位將所有數(shù)據(jù)下載到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并在之后將所有數(shù)據(jù)一起處理。該情況下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器必須足夠大以保存尚未處理的多個(gè)信息。在傳送和處理一個(gè)或所有信息之后，CPU可繼續(xù)進(jìn)行其它的任務(wù)。4.4本章小結(jié)本章主要介紹了CAN節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)，利用CAN總線的通訊原理，設(shè)計(jì)了CAN節(jié)點(diǎn)，作為汽車中央門鎖的控制器。軟件部分的設(shè)計(jì)涉及到：芯片的初始化、報(bào)文的發(fā)送和接收?；赿SPACE的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)HHL開關(guān)信號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器門鎖執(zhí)行電機(jī)節(jié)點(diǎn)二右前門控制器鑰匙位置信號(hào)遙控器信號(hào)車速信號(hào)dSPACEMicroAutobox開關(guān)信號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器門鎖執(zhí)行電機(jī)節(jié)點(diǎn)一左前門控制器圖5.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本文中的汽車中央門鎖半實(shí)物仿真系統(tǒng)是利用dSPACEMicroAutoBox作為系統(tǒng)的信號(hào)處理模塊，用來接收鑰匙位置信號(hào)、遙控器信號(hào)和車速信號(hào)（本仿真系統(tǒng)中這些信號(hào)量是利用開關(guān)電路進(jìn)行模擬），并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5.1所示，控制方式如以下3點(diǎn)說明：1、當(dāng)接收到遙控器開鎖或者落鎖的信號(hào)時(shí)，dSPACEMicroAutoBox向節(jié)點(diǎn)一（駕駛側(cè)控制器）發(fā)送開鎖或落鎖的信號(hào)；2、當(dāng)接收到鑰匙從鎖孔拔出的信號(hào)時(shí)，dSPACEMicroAutoBox向節(jié)點(diǎn)一發(fā)送開鎖信號(hào)；3、當(dāng)接收到的車速信號(hào)所標(biāo)定的車速大于20Km/h時(shí)，dSPACEMicroAutoBox向節(jié)點(diǎn)一發(fā)送落鎖信號(hào)。這樣當(dāng)一節(jié)點(diǎn)接收到相應(yīng)線號(hào)的時(shí)候，除向本節(jié)點(diǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制信號(hào)的同時(shí)，也向CAN總線上發(fā)送包含開鎖或落鎖數(shù)據(jù)的報(bào)文，當(dāng)節(jié)點(diǎn)二從總線上接收到控制信號(hào)的時(shí)候，向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)，控制門鎖執(zhí)行電機(jī)完成相應(yīng)的開鎖和落鎖的動(dòng)作。即完成汽車門鎖的中央控制。另外其他節(jié)點(diǎn)如節(jié)點(diǎn)二（右前門控制器），接收到右前門開關(guān)信號(hào)的時(shí)候完成開鎖或落鎖，但是并不向總線上發(fā)送報(bào)文。這樣除駕駛側(cè)的車門可單獨(dú)控制其側(cè)門鎖的功能也就實(shí)現(xiàn)了。5.2dSPACE硬件部分及外圍電路5.2.1dSPACE硬件接口電路我們利用如圖5.2所示的三個(gè)開關(guān)電路，其中兩個(gè)用的是復(fù)位開關(guān)，一個(gè)用的是自鎖開關(guān)：兩個(gè)復(fù)位開關(guān)用來模擬遙控器遠(yuǎn)程操控的開鎖和落鎖按鍵；自鎖開關(guān)用來模擬鑰匙是否在鑰匙孔的信號(hào)。本系統(tǒng)利用dSPACE普通I/O口作為信號(hào)采集和信號(hào)輸出端口。其中遙控器開鎖按鍵與Z3Group4ch4in端口相連；遙控器落鎖按鍵與a3Group4ch7in端口相連；鑰匙信號(hào)按鍵與Y3Group4ch1in端口相連。這三個(gè)端口作為信號(hào)的輸入端。A3Group1ch1out、A4Group1ch2out、A5Group1ch3out分別與節(jié)點(diǎn)一的單片機(jī)P1.2、P1.3、INT0相連，對(duì)節(jié)點(diǎn)一傳輸控制信號(hào)。具體連接如圖5.3所示：P1.2IN2(遙控器開鎖鍵)P1.2IN2(遙控器開鎖鍵)IN3(遙控器落鎖鍵)P1.3INT0IN1(鑰匙位置信號(hào))Y3Group4ch1inA3Group1ch1outZ3Group4ch4inA4Group1ch2outa3Group4ch7inA5Group1ch3outADCType1inCon2Ch4dSPACEMicroAutoboxIN4(模擬的車速信號(hào))圖5.2開關(guān)電路圖圖5.3dSPACE接口5.2.2基于dSPACE的模擬車速信號(hào)電路本系統(tǒng)采用的信號(hào)裝置為一十轉(zhuǎn)繞線電位計(jì)。以此作為車速的模擬信號(hào)，電路由R1與R2+R3組成的分壓電路，再由U1緩沖器得到一穩(wěn)定的參考電壓Vf1，將此穩(wěn)定的參考電壓送至電位計(jì)。參考電壓為3.6V，因此經(jīng)過十轉(zhuǎn)的電位計(jì)，每一轉(zhuǎn)360°，十轉(zhuǎn)計(jì)有3600°，因此可以達(dá)到每一度的電壓為1mV的精度。R6，R7，U4，R5，R4組成OFFSET電路，使V0輸出電壓在0°時(shí)，電壓為零伏特。電路圖如圖3.3所示：5.3實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)Matlab/Simulink模型建立本系統(tǒng)利用Matlab/Simulink建立控制模型，對(duì)四路輸入信號(hào)進(jìn)行處理，從而得到三路輸出。通過對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到相應(yīng)的控制信號(hào)。如：鑰匙位置信號(hào)—當(dāng)檢測到鑰匙從鎖孔內(nèi)拔出時(shí)，向A3、B3口輸出一個(gè)低電平脈沖，而A5默認(rèn)輸出高電平。所以當(dāng)節(jié)點(diǎn)一接收到A3、A5、B3的低、高、低的信號(hào)時(shí)向CAN總線上發(fā)送帶有開鎖數(shù)據(jù)的報(bào)文，控制其他節(jié)點(diǎn)一同完成相應(yīng)動(dòng)作。圖5.4單脈沖子系統(tǒng)圖5.5布爾變量延時(shí)子系統(tǒng)具體信號(hào)關(guān)系見表5.1。其中信號(hào)為低電平單脈沖信號(hào)，如圖5.4所示，此封裝的子系統(tǒng)，只有在上升沿的跳變激勵(lì)下才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平脈沖。由于我們這個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)大多為布爾型，而Matlab/Simulink沒有封裝好的布爾變量的延時(shí)子系統(tǒng)，所以我們封裝了如圖5.5所示的布爾型變量延時(shí)子系統(tǒng)，這個(gè)子系統(tǒng)在主程序和低電平脈沖的系統(tǒng)中被調(diào)用。主程序如圖5.6所示。圖5.6門鎖系統(tǒng)控制主程序表5.1信號(hào)列表信號(hào)輸入端口信號(hào)輸入狀態(tài)輸出信號(hào)完成結(jié)果A3Group1ch1outA5Group1ch3outB3Group1ch5outY3Group4ch1in（鑰匙位置）0到1跳變0的單脈沖10的單脈沖開鎖Z3Group4ch4in（遙控器開鎖鍵）1111無動(dòng)作0100開鎖a3Group4ch7in（遙控器落鎖鍵）1111無動(dòng)作0010落鎖ADCType1inCon2Ch4（模擬車速）>20Km/h10的單脈沖0的單脈沖落鎖5.4汽車中央門鎖半實(shí)物仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)利用dSPACE提供的綜合試驗(yàn)軟件ControlDesk可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)硬件的圖形化管理，建立用戶虛擬儀表，實(shí)現(xiàn)變量和參數(shù)的可視化、試驗(yàn)過程自動(dòng)化管理。圖5.7為系統(tǒng)實(shí)物圖，圖5.8為采用ControlDesk綜合測試軟件開發(fā)的汽車中央門鎖半實(shí)物仿真系統(tǒng)測試界面。該界面不僅可以方便地對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)節(jié)，而且可以實(shí)時(shí)地顯示和保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。我們利用ControlDesk對(duì)四路輸入信號(hào)和三路輸出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)我們按動(dòng)開關(guān)的時(shí)候，在狀態(tài)指示中能夠顯示我們的按鍵信息，這里指的是車鑰匙位置情況和遙控器狀態(tài)，在右端能夠顯示發(fā)送的相應(yīng)動(dòng)作信號(hào)，在中間我們用一個(gè)車速表顯示模擬車速，模擬車速超過20Km/h時(shí)，車自動(dòng)落鎖，我們也會(huì)看到發(fā)送落鎖信號(hào)的燈也會(huì)閃亮一次。這樣就實(shí)現(xiàn)了表5.1中介紹的各項(xiàng)功能。圖5.7系統(tǒng)實(shí)物圖圖5.8ControlDesk實(shí)驗(yàn)界面5.5本章小結(jié)試驗(yàn)表明，基于MATLAB/Simulink和dSPACE開發(fā)的汽車中央門鎖實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，通過半實(shí)物仿真獲得了滿意的效果。利用MATLAB/Simulink開發(fā)中央節(jié)點(diǎn)過程中所需編寫的代碼少，模型參數(shù)的修改、代碼的生成及下載非常方便。開發(fā)的汽車中央門鎖控制系統(tǒng)能夠滿足車輛的實(shí)際要求，為開發(fā)更先進(jìn)的門鎖控制系統(tǒng)提供了思路。結(jié)論本研究基于MATLAB/Simulink和dSPACE開發(fā)了汽車中央門鎖半實(shí)物仿真試驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)以dSPACE標(biāo)準(zhǔn)組件的MicroAutoBox作為汽車中央門鎖的中央控制節(jié)點(diǎn)，用來接收車速信號(hào)、鑰匙位置信號(hào)和遙控器信號(hào)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。向采用STC89C52RC單片機(jī)的CAN控制器SJA1000和CAN驅(qū)動(dòng)收發(fā)器PCA82C250發(fā)送相應(yīng)信號(hào)，各節(jié)點(diǎn)按信號(hào)要求執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作對(duì)汽車門鎖進(jìn)行控制。本文借鑒和吸收了很多先進(jìn)的研究成果，完成了基于dSPACE的CAN總線通信的汽車中央控制門鎖系統(tǒng)。在此次設(shè)計(jì)中對(duì)dSPACE、Matlab/Simulink、CAN通信以及汽車中央門鎖等原理進(jìn)行了研究，主要概括為以下幾個(gè)方面：研究了CAN通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理，按其結(jié)構(gòu)和原理完成了CAN節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和搭建。研究了Matlab/Simulink的工作機(jī)制和應(yīng)用原理，并且完成了對(duì)中央門鎖的控制程序（線框模型圖）。研究了dSPACE系統(tǒng)的組成及工作原理，利用dSPACE體統(tǒng)完成了對(duì)CAN網(wǎng)中央門鎖的控制，并且進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了最終滿意的成果。本論文所存在的不足以及進(jìn)一步的展望：經(jīng)過前面章節(jié)的詳細(xì)敘述，論文表述了CAN網(wǎng)中央門鎖系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，雖然做出了一些成果，但由于個(gè)人能力和時(shí)間限制，系統(tǒng)僅僅是在CAN網(wǎng)中央門鎖方面的一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，離最后的實(shí)用化、產(chǎn)品化還有一定的距離。總結(jié)以上的工作，有以下幾點(diǎn)展望：CAN網(wǎng)中央門鎖系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證工作仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。選用更先進(jìn)合理的器件及電路解決方案，提高系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)整機(jī)性能的提高。實(shí)現(xiàn)全車網(wǎng)絡(luò)化。利用CAN總線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)遍布車身。實(shí)現(xiàn)最大限度的數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)與汽車其它電控單元的車況信息共享，實(shí)現(xiàn)汽車集中控制。參考文獻(xiàn)薛定宇,陳陽泉,基于MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M],北京:清華大學(xué)出版社.2002.鄔寬明,CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京:北京航空航天出版社,1996.楊滌,李立濤,楊旭,朱承元.系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真開發(fā)環(huán)境與應(yīng)用[M.清華大學(xué)出版社,2002.陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社,1999.程軍等.車輛控制系統(tǒng)CAN總線通信的實(shí)施方法.汽車工程,2001(5).韋作高.基于dSPACE的混合動(dòng)力汽車試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D],重慶大學(xué),2007年.朱正禮,殷承良,張建武.混合動(dòng)力車中CAN總線系統(tǒng)的應(yīng)用,交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào),2004.3.曹珊,于秀敏,高瑩,孫平,李穎.CAN總線在混合動(dòng)力電動(dòng)公共汽車中的應(yīng)用,汽車技術(shù),2005年第6期.孫智娟,徐杜,鐘舜聰.Matlab在計(jì)算機(jī)輔助數(shù)值分析與計(jì)算中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué),2002.侯鋼領(lǐng),歐進(jìn)萍.結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)計(jì)算的優(yōu)化模型及其在Matlab環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào).張?jiān)旅?李闖.一種流行的現(xiàn)場總線——CAN總線[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2003,26(24)：61-62.韓黨群.CAN控制器SJA1000及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2003(1):66-67.武忠祥,裴仁清,王黎儷,等.基于CAN總線的分布式控制器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2008(5):1082111.范偉成,王文良,沈孟良.基于ATmega128單片機(jī)的CAN總線接口設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].測控技術(shù),2008,27(10):48250.周立功.帶CAN控制器的單片8位微控制器一8xC591.廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司,2004.潘旭峰等.代汽車電子技術(shù).北京理工大學(xué)出版社.2004孔德勝.黑龍江科技信息.CAN總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用及檢測維修.中國期刊網(wǎng)2008年10月(法)胡思德(DanielROUCHB).汽車車載網(wǎng)絡(luò)(VAN/CAN/LIN)技術(shù)詳解.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2006.6王篇.車身系統(tǒng)的CAN總線控制.汽車電器,2003,3(3)李紅波.獵豹新型SUV汽車的智能線束系統(tǒng).汽車電器,2003,3(13)陸文昌.基于CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能測控節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì).汽車工程.2003,5(463)高松,應(yīng)啟夏,魏民祥.CAN總線及其在汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,上海理工大學(xué)學(xué)報(bào),2002,No.3王文.國產(chǎn)奧迪轎車CANBus簡介.汽車技術(shù),2004,No.6遲瑞娟,曹正清.基于CAN總線的整車管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,No.7(4)91-94葛林,周文華,徐航.CAN通信網(wǎng)絡(luò)在汽車中的應(yīng)用研究.汽車技術(shù),2000,No.11張平楊,孫隸華.汽車電氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)及車身系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)研究.汽車電器.2003,NO.1SAEStandard.RecommendedPracticeforaSericalControlandCommunicationVehicleNetworkJ1939Issued.200SAESpecification.ImplementationofCANforHeavyDutyTruckandBusMarket-SpecificationJ1939.1995SAEStandard.VehicleApplicationLayerSAEJ1939/73Issued.1994SAEStandard.VehicleApplicationLayerDiagnosticsSAEJ1939/73Issued.1996MC9S12DP256AdvanceInformation.Revision1.1.December1,2000SystemBasisChipwithHighSpeedCAN.July10,2002致謝經(jīng)過近半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，在這次設(shè)計(jì)中我不僅鞏固了專業(yè)知識(shí)，而且提高了動(dòng)手的能力，更重要的是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我塌實(shí)的作風(fēng)，端正了我學(xué)習(xí)的態(tài)度，也教給了我做人的道理。我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所積累下的寶貴經(jīng)驗(yàn)會(huì)給我今后的學(xué)習(xí)和工作帶來很大的幫助和深遠(yuǎn)的影響。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)的支持和幫助，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里要感謝我的導(dǎo)師，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和孜孜不倦的工作態(tài)度深深地激勵(lì)著我，使我盡最大努力克服遇到的困難，不斷進(jìn)步。循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。雖然老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定