【正文】 汽車中，其結(jié)果是電子技術(shù)與汽車發(fā)動機(jī)電氣系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)出如車用發(fā)電機(jī)集成電路調(diào)壓器、集成電路點(diǎn)火器等汽車電子產(chǎn)品。但專家認(rèn)為這并非一成不變，相信不久的將來會找到很好的解決辦法。 盡管目前電動車的研制開發(fā)具有了相當(dāng)高的水平，而且一部分也已投放市場，但其在整個汽車市場所占的比例還極小。 在世界各國政府的大力支持及汽車生產(chǎn)廠家的努力下，國際范圍內(nèi)的電動車研制開發(fā)工作取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，本次展覽會上的展品都具備了相當(dāng)高的水平。一是現(xiàn)在汽車使用的主要燃料汽油來自石油，而石油并非取之不盡用之不竭的資源，到下個世紀(jì)后半頁就有可能消耗殆盡；二是目前使用的汽油車（也包括柴油車）帶來了嚴(yán)重的空氣污染與噪音污染，危害了人們的身心健康。但是，當(dāng)有一天您真正有能力并打算擁有一輛家用轎車時(shí)，您會發(fā)現(xiàn)，您將購買的可能不是一輛目前常用的汽油型轎車，而是一輛電動轎車?！彪妱榆嚳梢猿蔀槠矫窕?、工薪族的主要交通工具。由于我國申請了2008年奧運(yùn)會，其口號是“綠色奧運(yùn)” ，到2008年北京奧運(yùn)會時(shí)，實(shí)行汽車尾氣零排放，城市出租汽車要求部分改為電動轎車型。 The electricity controls the system目 錄第一章 緒論 論文背景……………………………………………………………………1 電動車發(fā)展……………………………………………………………1 汽車電子控制技術(shù)……………………………………………………2 CAN總線………………………………………………………………… 4 CAN總線的來源………………………………………………………4 CAN總線接口技術(shù)………………………………………………… 5 SAEJ1939協(xié)議……………………………………………………… 6…………………………… 10第二章 硬件電路設(shè)計(jì)………………………………………………………… 11 電動車電控系統(tǒng)CAN通信的設(shè)計(jì)……………………………………… 11 電動車控制系統(tǒng)CAN總線通信原理……………………………… 11 電動車電控系統(tǒng)CAN通信的設(shè)計(jì)………………………………… 11 基于MC68376的電動車電控系統(tǒng)CAN通信的設(shè)計(jì)………………… 13 系統(tǒng)的硬件選擇…………………………………………………… 13 電源管理ECU模塊的設(shè)計(jì)………………………………………… 19第三章 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 23 報(bào)文傳送及幀結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 23 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 25 CAN總線通信設(shè)計(jì)………………………………………………… 25 電源管理設(shè)計(jì)……………………………………………………… 30第四章 系統(tǒng)制作與調(diào)試……………………………………………………… 32 系統(tǒng)制作………………………………………………………………… 32 系統(tǒng)調(diào)試………………………………………………………………… 33 硬件調(diào)試及發(fā)現(xiàn)和糾正的問題…………………………………… 33 軟件調(diào)試…………………………………………………………… 33 聯(lián)機(jī)調(diào)試…………………………………………………………… 33第五章 結(jié)論…………………………………………………………………… 35參考資料………………………………………………………………………… 36致謝……………………………………………………………………………… 37第一章 緒 論電動車發(fā)展的原因在能源匱乏和環(huán)境惡化日益嚴(yán)重的今天，世界上大多數(shù)國家對內(nèi)燃機(jī)汽車的關(guān)注也越來越大，對其尾氣排放量要求也越來越嚴(yán)格。摘 要本文以MC68376集成CAN控制器為例，闡述了電動車電控系統(tǒng)采用SAEJ1939通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)CAN總線通信的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，給出了基于CAN通信的制動控制模塊、動力總成控制模塊、動力蓄電池管理模塊、驅(qū)動電機(jī)控制模塊、動力轉(zhuǎn)向控制模塊以及儀表控制模塊等等控制模塊的數(shù)據(jù)交換。美國是當(dāng)今能源消耗最大和環(huán)境惡化最為嚴(yán)重的國家之一，它對能源匱乏和環(huán)境惡化也有了很深的認(rèn)識，也采取了一切措施來緩解此問題，如規(guī)定汽車尾氣排放量不能太大，如果超過規(guī)定值，其汽車將不允許在本國銷售。這就為我國電動車發(fā)展提供了機(jī)遇。 2000年10月12日至16日，由中國汽車工程學(xué)會、中國電工技術(shù)學(xué)會以及亞太電動車協(xié)會聯(lián)合主辦的第16屆國際電動車會議暨展覽會（EVS－16）在北京國際會議中心舉行。而推廣使用電動車，采用以電代油的辦法可以節(jié)省有限的石油資源，同時(shí)在夜間可調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷負(fù)荷。如福特公司的Ranger輕便卡車、豐田公司的“先驅(qū)”混合動力汽車及“e－”迷你型電動公用車、本田公司的Plus電動汽車及Monpal電動座椅車、日產(chǎn)公司的“超迷你”超小型電動車、雪鐵龍公司的貝靈格及薩哈雙能源車、大發(fā)公司的Hijet廂式電動車等。造成這一狀況的主要原因是電動車購車成本高、充電時(shí)間過長、電控系統(tǒng)不完善。汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展歷在世界上第一輛汽車中，所謂的“電氣系統(tǒng)”。 80 年代是高科技迅速發(fā)展的年代，隨之而來的是消費(fèi)者對汽車多種多樣的需求，這就要求汽車生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出一種能提高汽車總體價(jià)值并能滿足用戶各種要求的高檔汽車。到了 90 年代初，人們終于感受到現(xiàn)代電子技術(shù)廣泛地應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)控制及其它部分的控制所帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。（4）車輛行駛姿態(tài)控制：懸掛控制、行駛控制、轉(zhuǎn)向控制、打滑控制。為此，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究是很有價(jià)值的。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)電動的發(fā)展。CAN總線正是為滿足這些要求而設(shè)計(jì)的。德國BOSCH公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的大型汽車部件的高科技公司，為汽車的電氣控制技術(shù)的發(fā)展作了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。利用這一特點(diǎn)可方便的構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。(4) CAN只需要通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門地“調(diào)度”。(8) CAN節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。CAN節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)和媒體訪問控制子層（MAC）和物理層，數(shù)據(jù)鏈路子層的LLC使設(shè)計(jì)透明和執(zhí)行靈活，遵循ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)模型，CAN分為數(shù)據(jù)鏈路層（包括邏輯鏈路子層LLC和MAC子層的服務(wù)和功能被描述為“目標(biāo)層”和“傳送層”。因此，一種新的概念——車上控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN的概念也就應(yīng)運(yùn)而生了。SAEJ1939協(xié)議構(gòu)成文件SAEJ1939協(xié)議包括如下幾部分內(nèi)容：SAE J193911 數(shù)據(jù)鏈路層SAE J193931而SAE J193913（物理層，離線診斷連接器）則定義了離線診斷連接器的通用需求、性能需求和物理需求。數(shù)據(jù)鏈路層的功能通過命令、請求、廣播/響應(yīng)、應(yīng)答、組功能和傳輸協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)層也定義了各種類型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)ECU和它們所提供的功能。應(yīng)用層定義的SPN和PGN是最多的。由于每個CAN幀最多可傳輸8個字節(jié)數(shù)據(jù)，因此PDU的傳輸具有很高的實(shí)時(shí)性。SAEJ1939協(xié)議的應(yīng)用SAEJ1939協(xié)議應(yīng)用于兩個方面，一是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，二是故障診斷。（1）中繼器。它可以把網(wǎng)絡(luò)拆解成網(wǎng)絡(luò)分支、分割網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，隔離分支中發(fā)生的故障，這樣就可以減少每個網(wǎng)絡(luò)分支的數(shù)據(jù)信息流量而使每個網(wǎng)絡(luò)更有效，提高整個網(wǎng)絡(luò)效率?？梢栽诓煌膮f(xié)議和數(shù)據(jù)設(shè)置的網(wǎng)段之間傳送數(shù)據(jù)。(1) 安全。(2) 連接。提供一系列的數(shù)據(jù)格式。診斷工具通過連接器與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信以獲取診斷數(shù)據(jù)。（2）資源共享，信息傳輸速度快由于CAN總線為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上的其它節(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，所以網(wǎng)絡(luò)上的信息可以共享。目前我國設(shè)計(jì)的電動汽車，汽車電子系統(tǒng)采用串行通信的方法，如用SAE1587等標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施，通信速度較慢、傳遞的數(shù)據(jù)量少，遠(yuǎn)不能滿足高速通信的需求；以及布線復(fù)雜，得運(yùn)行可靠性降低,故障維修難度加大。動力控制總成PTCM和電池管理控制模塊BPCM采用32位高性能微處理器MC68376上集成的CAN控制器；儀表控制器IPCM模塊采用FUJ 32位高性能微處理器上集成的CAN控制器；電機(jī)控制DMCM模塊、動力轉(zhuǎn)向控制模塊和制動控制模塊采用SJA1939控制器。兩臺直流電動機(jī)的牽引力通過離合器傳到電動車的前輪和后輪，從而使電動車開始行駛。按下緊急轉(zhuǎn)彎按鈕，其電信號通過CAN總線傳到各個控制模塊，各個控制模塊中相應(yīng)的程序就開始運(yùn)行（在這里最重要的三個控制模塊是動力總成模塊、動力轉(zhuǎn)向模塊和制動控制模塊，三個模塊相應(yīng)的程序起動，其效果是：動力總成模塊控制前輪仍然有一定的轉(zhuǎn)速，這是電動車轉(zhuǎn)向的牽引力，而后輪就不提供轉(zhuǎn)速；制動控制模塊使后輪在剎車狀態(tài)，即后輪原地不動；動力轉(zhuǎn)向模塊提供前輪按要求方向轉(zhuǎn)向，而后輪也由動力轉(zhuǎn)向提供與前輪一樣的轉(zhuǎn)向。MC68376是Motorola公司專門為CAN現(xiàn)場總線設(shè)計(jì)的一款嵌入式單片機(jī)，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，完善的功能，其特點(diǎn)如下： （2）由于采用了全靜態(tài)設(shè)計(jì)、高速互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（HCMOS）工藝制造，所以MC68376微控制器都具有較低的功耗。 （4）該模塊為MC68300系列微控制器提供兩個獨(dú)立的串行通信接口，它們分別是隊(duì)列串行外圍接口QSPI和串行通信接口SCI。TPU是MC68376最具特色的模塊之一。RAM、可重構(gòu)定時(shí)器模塊4（CTM4）、16通道的10位隊(duì)列化模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（QADC）。同時(shí)微處理器MC68376內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的容量都很大，這樣可以增大數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)算速度。光耦的主要性能特點(diǎn)如下：（1） 隔離性能好，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電隔離，其絕緣電阻RISO一般均能達(dá)到1010Ω以上，絕緣耐壓VISO在低壓時(shí)都可滿足使用要求，高耐壓一般能超過lkV，有的可達(dá)1