【正文】 ersal significance. Key words： Field bus； CAN bus； The automobile steering 本科生畢業(yè)設計（論文） III 目 錄 第 1 章 緒 論 ........................................................................................................... 1 設計目的及意義 ........................................................................................ 1 主要內容及研究方法 ................................................................................ 1 第 2 章 汽車局域網(wǎng) CAN 總線原理 ...................................................................... 2 汽車局域網(wǎng) ................................................................................................ 2 汽車局域網(wǎng)概 況 ............................................................................. 2 汽車控制器局域網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài) ......................................... 3 CAN 總線 ................................................................................................... 6 CAN 的性能特點 ............................................................................ 6 CAN 技術規(guī)范 ................................................................................ 7 CAN 通信控制器 SJA1000...................................................................... 15 SJA1000 一般說明 ........................................................................ 15 BasicCAN 功能說明 ..................................................................... 16 第 3 章 總體設計方案 ........................................................................................... 19 系統(tǒng)功能描述及要求 .............................................................................. 19 設計方案 .................................................................................................. 19 設計要點 .................................................................................................. 20 芯片的選擇 .............................................................................................. 20 第 4 章 系統(tǒng)硬件設計 ........................................................................................... 25 CAN 通信電路 ......................................................................................... 25 A/D 轉換電路 ........................................................................................... 27 看門狗監(jiān)控電路 ...................................................................................... 30 RS485 接口電路 ....................................................................................... 31 硬件抗干擾設計 ...................................................................................... 31 第 5 章 系統(tǒng)軟件設計 ........................................................................................... 34 主程序 ...................................................................................................... 34 CAN 控制器初始化程序 ......................................................................... 34 CAN 發(fā)送報文程序 ................................................................................. 36 中斷程序 .................................................................................................. 37 CAN 接收報文程序 ................................................................................. 38 本科生畢業(yè)設計（論文） IV 第 6 章 結 論 ......................................................................................................... 40 參考文獻 ................................................................................................................. 41 致 謝 ....................................................................................................................... 42 附 錄Ⅰ ................................................................................................................... 43 附 錄Ⅱ ................................................................................................................... 53 附 錄 Ⅲ ................................................................................................................... 55 附 錄Ⅳ ................................................................................................................... 61 附 錄Ⅴ ................................................................................................................... 63 本科生畢業(yè)設計（論文） 1 第 1章 緒 論 設計 目的及意義 目的：進行該研究的目 的是利用現(xiàn)場總線中的 CAN 總線技術，設計一種通用的基于 CAN 總線的汽車轉向 信號采集節(jié)點， 提供車輛轉向信息 的 輸出 。 （ 4） CAN 總線符合國際標準，因此可應用不同型號控制單元間 數(shù)據(jù)傳輸。 本科生畢業(yè)設計（論文） 2 第 2章 汽車局域網(wǎng) CAN 總線原理 汽車局域網(wǎng) 汽車局域網(wǎng)概況 隨著計算機技術、通訊技術、集成電路技術的飛速發(fā)展，以全數(shù)字式現(xiàn)場總線為代表的現(xiàn)場控制儀表、設備大量應用，使得傳統(tǒng)的 現(xiàn)場控制技術及現(xiàn)場控制設備發(fā)生了巨大的變化。 CAN 總線是德國 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。摩托羅拉公司也推出帶有 CAN 總線控制器的單片機（ 68H05X4 和 68H05X16），西門子公司也推出帶有 CAN 總線控制器的單片機（ C167C）。開展汽車總線方面的研究，決不是只靠哪一個研究單位就可以獨立完成的，這是一項需要多方協(xié)作的工作。 典型的 A 類網(wǎng)應用如圖 所示的汽車防盜報警系統(tǒng)。為進一步減少車身線束，方便故障診斷，滿足主要電子單元或系統(tǒng)間大量數(shù)據(jù)信息實時交換需要，使汽車各方面的性能趨于最佳狀態(tài)，則需建立基于 CAN 總線的 C 類網(wǎng)絡系統(tǒng)。其應用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè)，而向過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農用機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領域發(fā)展。 4． CAN 只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的“調度”。為此， 1991 年 9 月 Philips Semiconductors 制訂并發(fā)布了 CAN 技術規(guī)范（ ）。 報文通信 — 一個報文的內容由其標識符 ID 命名。 本科生畢業(yè)設計（論文） 8 （ 7） 仲裁 ： 當總線空閑時，任何單元均可開始發(fā)送報文，若同時有兩個或更多的單元開始發(fā)送，則總線數(shù)據(jù)傳輸會發(fā)生沖突，此時總線將運用逐位仲裁規(guī)則，借助標識符 ID 解決沖突。如果不存在新的錯誤，自檢出錯誤至下一個報文開始發(fā)送的恢復時間最多為 29 個位時間。 2． CAN 節(jié)點的分層結構 為使設計透明和執(zhí)行靈活，遵循 ISO/OSI 標準模型， CAN 分為數(shù)據(jù)鏈路層（包括邏輯鏈路控制子層 LLC 和媒體訪問控制子層 MAC）和物理層，而在 CAN 技術規(guī)范 的版本中，數(shù)據(jù)鏈路層的 LLC 和 MAC 子層的服務和功能被描述為“目標層”和“傳送層”。 本科生畢業(yè)設計（論文） 9 3． 報文傳送及其幀結構 在進行數(shù)據(jù)傳送時，發(fā)出報文的單元稱為該報文的發(fā)送器。 構成一幀的幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場和 CRC 序列均借助位填充規(guī)則進行編碼。 ① 幀起始（ SOF）標志數(shù)據(jù)幀和遠程幀的起始，它僅由一個“ 1”位構成。 ③ 控制場由 6 位組成，如圖 所示。 ⑤ CRC場包括 CRC序列，后隨 CRC界定符。 在應答場中，發(fā)送器送出“ 1 1”，即發(fā)送時 ACK 間隙是“ 1”位，且 ACK 界定符也是“ 1”位。遠程幀由 6 個不同分位場組成：幀起始、仲裁場、控制場、 CRC 場、應答場和幀結束。同理，其它節(jié)點若同樣也檢測到出錯條件，則也發(fā)送出錯標志。 以上錯誤幀的位填充由節(jié)點硬件自動控制。此時，總線是開放的，因此任何需要發(fā)送的站均可訪問總線。如計算結果與接收到的 CRC 序列不相同，則檢出一個 CRC 錯誤。 （ 3）發(fā)送器送出一個錯誤標志時，發(fā)送錯誤計數(shù)器加 8。當錯誤計數(shù)值大于 96 時，說明總線被嚴重干擾。雙設備的獨立操作是通過象 RAM 一樣的片內寄存器修正來實現(xiàn)的。只有控制寄存器的復位位被置高時，才可以訪問這些寄