【文章內容簡介】 LIN價格低廉，因此它可將MCU嵌入到車身零部件中，使其成為具備網(wǎng)絡功能的智能零部件，從而進一步減少車身線束，降低成本。車載媒體總線技術實現(xiàn)信息共享如今與現(xiàn)代人們生活密切相關的IT技術也不斷地與汽車融合。世界著名的汽車制造商BWM的一位高層人士曾說過：將來汽車的平臺，就是IT的平臺。作為將來的IT平臺，汽車必須實現(xiàn)車內IT裝置之間的信息共享。以BWM為首的歐洲汽車制造商制定了車內媒體之間的互連標準MOST，以實現(xiàn)車內CD、GPS(全球定位系統(tǒng))和TV等媒體裝置之間的信息共享。到2003年底，BWM和VW已有21個車型采用了MOST。與歐洲汽車制造商MOST陣營相對應的是IDB1394(見表2)。盡管IDB1394標準的細節(jié)正在制定之中，但由于它能夠兼容IE EE1394，因而吸引了大量汽車廠商，尤其是日本汽車廠商。預計日本車到2005年、歐洲車到2006年將陸續(xù)采用該標準。在IDB1394標準下，車內預留了連接汽車總線與IEEE1394規(guī)格的家電產品的 CCP(Consumer Convenience Port)接口。數(shù)碼攝像機等通用的媒體裝置就可通過IEEE1394連接器與CCP相連，實現(xiàn)通過車載顯示器來觀看數(shù)碼攝像機所拍攝的圖像。隨著藍牙技術的發(fā)展，其相對低廉的成本和簡便的使用方法得到汽車業(yè)界的認同。移動電話與車內媒體之間的信息交互成為藍牙技術進入汽車的突破點。在戴姆勒克萊斯勒推出的Uconnect藍牙免提電話系統(tǒng)中，藍牙成為移動電話與車內媒體之間進行信息交互的手段，駕駛員通過安裝在擋風玻璃上的麥克風和車內音響系統(tǒng)的揚聲器與他人通話，將駕駛員的雙手從操作移動電話中解脫出來，從而保證了行車安全。專家視點發(fā)展車身電子及車載媒體網(wǎng)絡是務實之策為汽車服務的汽車電子除了動力、制動、車身外，還包括車載多媒體。究竟哪里才是中國汽車電子OEM真正的切入點呢？在汽車電子中，動力和制動部分的電子控制是非常復雜的系統(tǒng)工程，是汽車中的核心技術。發(fā)展這些技術需長期積累，并且目前已被全球頂級汽車制造商和汽車部件供應商所壟斷。因此，中國的汽車電子OEM應該根據(jù)自身的特點，在汽車市場中尋求突破點。除了動力和制動部分外，車身和車載多媒體仍然在汽車電子中占有很大的比重。從市場角度來看，它處于發(fā)展階段；從技術角度上分析，與安全和環(huán)保等涉及汽車核心技術的關系不大，但它涉及面很廣，不可能被少數(shù)集團壟斷。根據(jù)中國汽車電子的現(xiàn)狀，作為企業(yè)發(fā)展車身電子及車載多媒體，是一項務實的決策。汽車電子涉及的是一些相對簡單的控制，如汽車電動座椅、電動門窗等，但它的核心是汽車總線技術。最近一汽與北京一家公司開發(fā)的基于LIN的車身控制系統(tǒng)已開始進入試驗階段。將零部件與總線融為一體，使系統(tǒng)成本最低，這將給中國汽車電子和汽車零部件企業(yè)帶來機遇和挑戰(zhàn)。汽車逐漸進入百姓之家，車載多媒體的不斷發(fā)展，也將為中國的汽車電子、IT和家電制造商帶來機遇。在汽車中，將己成功應用的家電網(wǎng)絡技術移植到汽車媒體，并且實現(xiàn)家庭、汽車和辦公媒體三位一體，這在技術上可行，而且與車載媒體的發(fā)展目標一致。 備注：作者為中科院電工研究所汽車電子應用研究組副研究員 窗體底端CAN總線技術及其在汽車儀表中的應用來源：中國論文下載中心[ 080506 11:48:00 ]作者：李偉　洪運富　盛翊智編輯：studa0714 摘 要 本文首先介紹了CAN總線技術，然后給出了CAN總線技術在以摩托羅拉16位單片機MC9S12為中央控制器的某汽車儀表系統(tǒng)中的應用，并對該系統(tǒng)總體結構及其中CAN通信模塊的軟硬件設計作了詳細說明。關鍵詞 CAN總線，MC9S12，汽車，儀表0 引言控制局域網(wǎng)CAN (controllerareanetwork)是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種通訊協(xié)議，它作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。CAN是一種多主方式的串行通訊總線，基本設計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10Km時，CAN仍可提供高達50 kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通訊網(wǎng)絡。CAN的應用范圍遍及從高速網(wǎng)絡到低成本的多線路網(wǎng)絡。在自動化電子領域的汽車發(fā)動機控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應用中，CAN的位速率可高達1 Mbps。CAN網(wǎng)絡具有反映快,可靠度高的特性，應用于要求實時處理的場合，例如汽車剎車防鎖死系統(tǒng)安全氣囊等。今天此項通信協(xié)議已得到廣泛應用，成為現(xiàn)代汽車設計中必須采用的裝置，奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃及雷諾汽車都將CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。1 CAN總線的特點及通訊協(xié)議 CAN總線的特點CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網(wǎng)絡。其通訊介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。在汽車發(fā)動機控制部件、傳感器等應用中，總線的位速率最大可達1Mbit/s。CAN總線具有以下主要特性：a． 無破壞性的基于優(yōu)先權競爭的總線仲裁b． 可借助接收濾波的多地址幀傳送c． 具有錯誤檢測與出錯幀自動重發(fā)功能d． 數(shù)據(jù)傳送方式可分為數(shù)據(jù)廣播式和遠程數(shù)據(jù)請求式 CAN總線幀格式[1]，它們的幀格式如下：（1）：數(shù)據(jù)幀 用于節(jié)點間傳遞數(shù)據(jù)，是網(wǎng)絡信息的主體，其幀格式依次包括： 幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC場、ACK場和幀結束。其中數(shù)據(jù)段長度可編程0～8個字節(jié)。遠程幀 由在線單元發(fā)送，用于請求發(fā)送具有相同標識符的數(shù)據(jù)幀，其幀格式與數(shù)據(jù)幀基本相同，但沒有數(shù)據(jù)場。]出錯幀 出錯幀是檢測總線出錯的一個信號標志，由兩個不同的場構成。第一個場由來自不同節(jié)點的錯誤標志疊加，第二個場為錯誤界定符。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應的錯誤處理功能，保證數(shù)據(jù)通訊的可靠性。超載幀 由超載標識和超載界定符組成，表明邏輯鏈路控制層要求的內部超載狀態(tài)，并將由媒體訪問控制層的一些出錯條件而被啟動發(fā)送。用于擴展幀序列的延遲時間。（2）：① 標準幀標準幀信息為11個字節(jié)，包括兩部分：信息和數(shù)據(jù)部分。前3個字節(jié)為信息部分。1字節(jié)1為幀信息。第7位（FF）表示幀格式，在標準幀中，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=1表示為遠程幀；DLC表示在數(shù)據(jù)幀時實際的數(shù)據(jù)長度。2字節(jié)3為報文識別碼，11位有效。 3字節(jié)4～11為數(shù)據(jù)幀的實際數(shù)據(jù)，遠程幀時無效。 ② 擴展幀1擴展幀信息為13個字節(jié)，包括兩部分，信息和數(shù)據(jù)部分。前5個字節(jié)為信息部分。字節(jié)1為幀信息。第7位（FF）表示幀格式，在擴展幀中，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=1表示為遠程幀；DLC表示在數(shù)據(jù)幀時實際的數(shù)據(jù)長度。2字節(jié)2～5為報文識別碼，其高29位有效。3字節(jié)6～13為數(shù)據(jù)幀的實際數(shù)據(jù)，遠程幀時無效。2 系統(tǒng)總體方案設計該系統(tǒng)以摩托羅拉16位單片機MC9S12DP256為中央控制器，并含有CAN通信模塊、LIN通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及數(shù)據(jù)存儲模塊等。發(fā)動機及底盤部分通過CAN總線與中央控制器相連，儀表板部分及車身模塊通過LIN總線與中央控制器相連，本文重點介紹的是CAN通信模塊的設計。 CAN通信模塊硬件設計中央控制器MC9S12DP256內部帶有5路CAN控制器，msCAN是Motorola Scaleable CAN的縮寫，而msCAN12模塊則是在MC9S12系列MCU上的具體實現(xiàn)。協(xié)議，集成了除收發(fā)器外CAN總線控制器的所有功能。msCAN12基本特點如下[2]：(1) 模塊化結構(2) ，支持標準和擴展幀格式(3) 支持遠程請求幀(4) 雙緩沖接收存儲方案(5) 帶有本地優(yōu)先級排隊機制的三緩沖區(qū)發(fā)送存儲方案(6) 可屏蔽、可重組標識符驗收過濾器(7) 內置低通濾波器的可編程喚醒功能(8) 可編程環(huán)路檢測模式支持模塊自檢(9) 時鐘源可程控選擇CPU總線時鐘或晶體振蕩器時鐘采用msCAN12的CAN總線系統(tǒng)如圖1所示：圖1 含有MC9S12及其他節(jié)點的典型CAN總線網(wǎng)絡系統(tǒng)CAN收發(fā)器采用摩托羅拉的CAN通信物理接口芯片MC33388，它的主要特點是：● 靜態(tài)電流低至15uA；● 波特率范圍為10～125 kbps；● 發(fā)生總線錯誤時可自動調整至單線模式,錯誤消失后可自動恢復正常狀態(tài)；● 支持單總線傳輸模式；● 總線對地、電源具有短路保護功能；● 具有總線驅動器過熱保護功能；●