基于CAN总线的车辆综合检测系统 单片机基于CAN总线的车辆综合检

基于CAN总线的车辆综合检测系统

摘  要 现场总线技术是目前自动化控制领域发展比较迅速的一门技术，其中CAN（Controller Area Network）总线是在国际上应用最广泛的现场总线之一。近几年随着汽车电子行业的发展，现代汽车中CAN总线已经成为必须采用的装置之一。通过CAN智能测控仪表对车中部分单元参数量进行实时监控，使各单元之间协调运转。另外，由于引入了总线作为数据传输的载体，传输线束大大简化，可靠性得到了极大的提高，有效节约了线束安装空间和系统成本。 本系统设计基于总线技术，根据设计要求，主要完成车辆的综合数据采集并将各项数据通过仪表检测技术进行从物理量到数字量的转换，再将这些数据通过总线传送至主控制器，经数据处理后，再由总线分别输出到显示模块上。单片机采用传统51单片机，节约了系统的成本，利用24为AD，LTC2400和多路模拟开关CC4051分别轮流采集外置信号，包括电压，电流和经过放大处理后的油量压力等信号，通过CAN控制器SJA1000，光电隔离和总线收发器PCA82C251传送到CAN总线上，完成数据的上位机传输。                     关键字：单片机，总线传输，CAN总线，汽车综合数据采集 Abstract The fieldbus technology is currently automation control field, the most rapid development, including a skill Area Controller CAN (a) the bus is the most widely used in international on one of the fieldbus. In recent years with the development of the car electronics industry, modern automobiles thecan bus has become one of the devices must be adopted. Through intelligent measurement instrument CAN participate in some units in the car number, so that all the real-time monitoring coordination between units. In addition, due to introduction of bus as data transmission carrier, transmission wire harness greatly simplified, reliability has been greatly improved, effectively save the harness installation space and system cost. This system design based on fieldbus technology, according to the design requirements, main complete vehicle comprehensive data acquisition and various data through the instrument detection technology to the digital quantity from physical transformation of these data, and then sent to the main controller by bus, the data processing by bus, then the output to display module respectively. SCM by traditional 51 SCM, save the system cost, use 24 to AD, LTC2400 and multi-channel analog switch in turn CC4051 external signal collection respectively, including voltage, current and amplified process after the oil pressure signal, through SJA1000 CAN controller, photoelectric isolation and bus transceiver PCA82C251 transferred to a CAN bus, finish data PC transmission.           Key word:  microcontroller, bus transfers CAN bus, comprehensive data collection 目录   摘  要... 1 Abstract 2 一、系统概述... 4 1.1总线优势... 4 1.2 CAN优势... 5 1.3 CAN总线介绍... 5 1.4 系统的工作原理分析... 6 二、CAN通信模块设计... 8 2.1 CAN通信模块电路设计... 8 2.2 CAN通信控制器SJA1000. 8 2.3 CAN总线收发器PCA82C251. 20 2.4 光耦6N137功能特性... 23 三、系统硬件电路设计... 24 3.1单片机最小系统设计... 24 3.2 温度测量电路... 24 3.3 湿度传感器... 25 3.4 转速扭矩测量电路... 27 3.5 压力采集电路... 28 3.6 AD转换电路... 31 四、系统软件设计... 33 4.1 软件整体设计... 33 4.2 SJA1000初始化... 35 4.3 报文发送子程序... 36 4.4 报文接收子程序... 37 4.5温度采集模块... 39 4.6转矩转速测量模块... 41 5、系统调试... 43 致   谢... 44 参考文献... 45 附录一、系统原理图... 46 附录二、程序代码... 47   一、系统概述

1.1总线优势

在传统的汽车中，电气信号的连接是通过线束实现的。随着汽车中电子部件数量的增加，线束与配套接插件的数量也在成倍上升。在1955年平均一辆汽车所用线束的总长度为45米，而到了2002年，平均一辆汽车所用线束的总长度却达到了4千米。线束的增加不但占据了车内的有效空间、增加了装配和维修的难度、提高了整车成本，而且妨碍整车可靠性的提高。这无形中使汽车研发进入了这样一个怪圈：为了提高汽车的性能而增加汽车电器，汽车电器的增加导致线束的增加，而线束的增加又妨碍了汽车可靠性的进一步提高。 汽车总线系统实质上是通过某种通讯协议，将汽车内部的各个ECU节点联结起来，从而形成一个汽车内部的局域网络。节点根据自身的传感器信息以及总线上的信息,完成预定的控制功能和动作，如灯光的开闭、电机启停等,节点之间的通讯通过总线来实现。每个节点一般由MCU、接口电路、总路线控制器、总线驱动器等构成。利用总线可以大大提高车体的性能和减少线束。

1.2 CAN优势

控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)是德国奔驰公司20世纪80年代为解决汽车众多控制设备与仪器仪表之间的数据交换开发的一种串行通信协议。它作为现场总线的一种广泛应用于各种工业现场，根据不同的需要或以主从方式、或以多主方式工作。CAN总线使用的通信介质为双绞线或其他电缆，传输速率可达lMb／s。 CAN总线与其他通信网的不同之处有二：一是报文传送中不包含目标地址，它是以全网广播为基础，各接收站根据报文中反映数据性质的标识符过滤报文，该收的收下，不该收的弃而不用。其好处是可在线上网下网、即插即用和多站接收；二是特别强化了对数据安全性的关注，满足控制系统及其他较高数据要求的系统需求。鉴于其极高的可靠性、独特的设计、高速率和传输距离较长等，特别适合于工业现场监控设备的互连。 [版权所有：http://think58.com]