【正文】 .......................................................................................... 13 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本任務(wù) ................................................................................................. 13 系統(tǒng)的硬件外設(shè)原理設(shè)計(jì) ......................................................................................... 13 CAN 控制器 SJA1000 ...................................................................................... 13 控制器原理圖 .................................................................................................. 15 CAN 光纖接口原理 .......................................................................................... 16 CPU、 RAM 擴(kuò)展和 ROM 擴(kuò)展部分 ............................................................. 17 系統(tǒng)的硬件外設(shè) PCB 設(shè)計(jì) ........................................................................................ 23 PCB 設(shè)計(jì)中的流程和抗干擾措施 ................................................................... 23 PCB 制作 ........................................................................................................... 27 第五章 系統(tǒng) CAN 通信軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................... 29 BasicCAN 節(jié)點(diǎn)的主程序設(shè)計(jì) ................................................................................... 29 程序設(shè)計(jì)說明 ............................................................................................................. 31 系統(tǒng)宏定義 ....................................................................................................... 31 CAN 接口配置子程序 ...................................................................................... 34 自動(dòng)發(fā)送 ........................................................................................................... 37 第六章 系統(tǒng)的安裝及測試設(shè)計(jì) .......................................................................................... 38 PCB 板的安裝 ............................................................................................................. 38 PCB 板的測試 .......................................................................................................... 38 焊接測試 ........................................................................................................... 38 單元測試 ........................................................................................................... 39 CAN 接口通信測試 ....................................................................................... 39 系統(tǒng)的改進(jìn) ................................................................................................................. 40 結(jié)束語 ...................................................................................................................................... 42 致 謝 ...................................................................................................................................... 43 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 44 附錄 A（主要模塊源代碼） .................................................................................................. 45 附錄 B（ PCB 板設(shè)計(jì)截圖） .................................................................................................. 69 XXX 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 一 章 概述 在當(dāng)今的中高檔汽車中都采用了汽車總線 技術(shù)?？傊瑢?CAN 總線應(yīng)用在汽車中使用有很多優(yōu)點(diǎn)： (1)用低成本的雙 絞線電纜代替了車身內(nèi)昂貴的導(dǎo)線，并大幅度減少了用線數(shù)量；提高可靠性 ,安全性、降低成本。傳統(tǒng)汽車儀表的設(shè)計(jì)方法是：通過放置在汽車部件（如發(fā)動(dòng)機(jī)）內(nèi)部的傳感器，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信XXX 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 號(hào)，如電壓、電流、脈沖信號(hào)，再經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換或計(jì)數(shù)器等，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可視的指針信號(hào)顯示在模擬儀表盤上。如果需要建立更加完善的系統(tǒng)，還需要在 CAN 的基礎(chǔ)上選擇合適的應(yīng)用層協(xié)議。采用標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以后，各供應(yīng)商按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)部件，提高了同類產(chǎn)品的兼容性和互換性。因此，現(xiàn)代汽車采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決分布式控制是一種必然，使用汽車網(wǎng)絡(luò)不僅可以減少線束，而且能夠提高各控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，減少冗余的傳感器及相應(yīng)的軟硬件配置，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的資源共享，便于集中實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的在線故障診斷 。駕駛員和方向盤之間將沒有任何機(jī)械部分的連接，使用這種技術(shù)使汽車的操縱系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)能夠通過電子方式進(jìn)行控制，這就是說， 像 汽車內(nèi)的剛性傳動(dòng)件將會(huì)被基于網(wǎng)絡(luò)控制的各種傳感器、控制器和電液式電動(dòng)執(zhí)行器所組成的線控系統(tǒng)取而 代之。然而，這說明在未來的汽車中軟件主導(dǎo)硬件的趨勢是不可避免的，軟件在汽車設(shè)計(jì)中已無處不見，可以說未來汽車市場競爭的熱點(diǎn)之一就是軟件的競爭。 B 類 網(wǎng) 絡(luò) 使 用 低 速 CAN,C 類網(wǎng)絡(luò)使用高速 CAN 己作 為事實(shí)上的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 。由于所有的節(jié)點(diǎn)共享同一個(gè)信道。 如圖 所示。其特點(diǎn)可以概括如下： 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。 采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果。 3) 使用小型控制單元及小型控制單元插孔可節(jié)省空間。此外，主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行主控發(fā)送任務(wù)，主控任務(wù)能決定什么時(shí)候、哪一個(gè)幀將在總線上傳輸。因?yàn)?LIN 物理層是一個(gè)從汽車自診斷用 ISO9141 標(biāo)準(zhǔn)引出的單線 12V 總線，所 以需要一個(gè)外部 LIN 收發(fā)器來轉(zhuǎn)換電平。電源的完全隔離可采用小功率的電源隔離模塊或帶多 5V 隔離輸出的開關(guān)電源模塊 實(shí)現(xiàn)。與雙絞線和同軸電纜相比， 光纜還具有不輻射 、不導(dǎo)電、不存在光信號(hào)相互干擾的影響，也不會(huì)有在線路 “接頭處 ”感應(yīng)耦合導(dǎo)致的安全問題。第 ， POF易于切斷和加工。 當(dāng)不處于極端高溫下時(shí)， PMMA POF芯顯示有許多突出的性能。中間層是纖芯和包層 =者表層的融臺(tái)， 生成了一種均勻的透明層。 CAN 控制器 SJA1000 根據(jù)選擇的方案，采用 CAN 控制器 SJA1000 和光電轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行 CAN 接口的 組建。 應(yīng)發(fā)送的信息會(huì)被寫入發(fā)送緩沖器。 SJA1000 采用獨(dú)立晶振，復(fù)位端連接單片機(jī)的復(fù)位鍵，和單片機(jī)同步復(fù)位。由于 SJA1000與 82C250的連接關(guān)系是： RX0接 RxD， RX1接 VREF(當(dāng) V =5 V 時(shí)， VREF一 2． 5 V )。 FiberCAN 接口主要采用 SDH 光收發(fā)一體模塊作為光電轉(zhuǎn)換模塊， SDH 收發(fā)模塊內(nèi)部集成了光電轉(zhuǎn)換、增益控制、電平轉(zhuǎn)換等功能，使得我們使用變的比較容易。它在 AT89S51 單片機(jī)的基礎(chǔ)上為 P1口定義了第二功能，有六個(gè)外部中斷、三個(gè)定時(shí)／計(jì)數(shù)器，以及四個(gè)全雙工的串行通信口，同時(shí) 在指令上與 AT89S51 兼容， 對 控制 系統(tǒng)較為適用。 在 RAM 擴(kuò)展部分中，使用 74HC573 作為地址鎖存， 74HC573 的 OE 端接地，使其始終處于輸出允許的狀態(tài)， MCM5264 可以實(shí)時(shí)得到低位地址的譯碼信號(hào)。 顯示采用三級(jí)串行移位寄存器串聯(lián)的方式，串行口以方式 0 的工作模式 給移位寄存器 74LS164 發(fā)送信號(hào)，三次串行發(fā)送可完成對三個(gè)數(shù)碼管的顯示。0x0f0)4]。 對鍵盤的控制主要 采用動(dòng)態(tài)掃描的方式 。 //8行發(fā)全 “0”， 準(zhǔn)備讀列狀態(tài) while(!TI)。 } } } XXX 學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 系統(tǒng)的硬件外設(shè) PCB 設(shè)計(jì) PCB 設(shè)計(jì)中的流程和抗干擾措施 在 PCB 設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的， 在整個(gè) PCB 中，以布線的設(shè)計(jì)過程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。所以對電、 地線的布線要認(rèn)真對待，把電、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。多層板的接電（地）層的處理相同。 （ 2）、電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）？在 PCB 中是否還有能讓地線 加寬的地方。串聯(lián)電阻的典型值 ohms/foot，因?yàn)榻^緣層的緣故，并聯(lián)電阻阻值通常很高。 Timing errors ● 多次跨越邏輯電平門限錯(cuò)誤 False Switching ● 過沖與下沖 Overshoot/Undershoot ● 串?dāng)_ Induced Noise (or crosstalk) ● 電磁輻射 EMI radiation （ 2）、 避免傳輸線效應(yīng)的方法 針對上述傳輸線問題所引入的影響，我們從以下幾方面談?wù)効刂七@些影響的方法。 ●合理規(guī)劃走線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 解決傳輸線效應(yīng)的另一個(gè)方法是選擇正確的布線路徑和終端拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們是使菊花鏈布線中分支長度盡可能短，安全的長度值應(yīng)該是： Stub Delay = Trt *. 例如，高速 TTL 電路中的分支端長度應(yīng)小于 英寸。 在上面的兩個(gè)例子中使用了簡單的終端電阻，實(shí)際中可選擇使用更復(fù)雜的匹配終端。 最后一種方式為分離匹配終端，這種方式匹配元件需要放置在接收端附近。水平安裝方式因安裝較低有更低的電感。表面積層通過在普