【文章內容簡介】 應，他是利用石英晶體振蕩器，晶體需要電力系統(tǒng)有源晶體振蕩器電路完成，不需要外部電路，它可以振蕩頻率，以提供高精度的頻率和參考信號的質量是更好的比較信號。無源晶振自身無法振蕩起來，它需要芯片內部的振蕩電路一起工作才能振蕩，但信號質量差，和更準確的比活性的晶體。typically有源晶體有4個引腳，VCC，GND引腳與晶體振蕩器的輸出，在overhanging引腳。被動oscillators引腳2或3，如果它是一個3針，針是在收到的外殼中間的晶體，利用接地時，在線的兩端引腳2是導致晶體到腳，這是等價的兩個引腳，引腳是一個之間的電阻2，區(qū)分陽性和陰性。非活性的晶體，晶體是使用我們的在線雙釘，和有源晶體振蕩器，晶體只有在收到的輸入引腳，輸出引腳是不是必需的。晶振電路電路圖如下圖7所示。圖7 晶振電路模塊 CAN通信模塊CAN總線是現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡的一部分[8]。由于其很高的可靠性，高流量，連接方便，以及高效的性能的價格優(yōu)勢。多路徑網(wǎng)絡通過低成本的高速網(wǎng)絡的應用，應用于電子，傳感器，汽車發(fā)動機控制單元，防滑系統(tǒng)中擴展到控制區(qū)域的二次利用，如數(shù)控機床，農業(yè)機械，醫(yī)療設備和各種各樣的領域。 CAN總線基本原理在1980年底的第二十世紀，CAN總線是德國博世公司首先提出的，它屬于一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議在汽車產品，控制設備和測試數(shù)據(jù)之間的溝通和交流通過它[9]。CAN總線具有以下特點： （1）非常簡單的總線結構，只有兩根信號線就可以實現(xiàn)不同模塊之間的數(shù)據(jù)通信和交換。（2）滿足數(shù)據(jù)通信的實時性和分布節(jié)點CAN網(wǎng)絡中的信息的不同需求，分為不同的優(yōu)先級。（3）靈活多樣的通信方式，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，可以點對點，點對多點的控制模式。（4）有一個數(shù)據(jù)傳輸速率非?？斓?，最大速率可達1Mbps左右。 （5）在CAN總線，短幀結構的數(shù)據(jù)格式，而每幀數(shù)據(jù)將有一個CRC校驗或其他驗證方法，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，驗證的方法可以保證非常低的錯誤率，在高干擾的情況下也可以使用，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和可靠性[10]。 CAN通信模塊電路設計 根據(jù)CAN的通信原理，電子控制系統(tǒng)單元CAN，通信模塊硬件主要由CAN控制器、CAN驅動器及中心微處理器構成?；?1系列單片機作為中央處理器的CAN通信模塊的傳統(tǒng)，CAN控制器SJA1000為驅動器PCA82C這一選擇的晶片，占用空間大，擴展外圍接口有局限性，高功耗的同時。因此，在設計過程當中，我采用了TJA1050和LPC2119驅動器配有一個內置CAN控制器的CAN通信模塊的電子控制系統(tǒng)。如圖1所示通信硬件圖模塊。根據(jù)設計理論，電子控制單元硬件CAN通信模塊主要由CAN控制器構成，可以驅動和中央微處理器?；?1系列單片機作為中央處理器的CAN通信模塊的傳統(tǒng)，CAN控制器SJA1000為驅動器PCA82C這一選擇的晶片，占用空間大，外圍接口擴展的局限性，高功耗的同時。因此，在設計中，我們采用LPC2119和TJA1050驅動器配有一個內置CAN控制器的CAN通信模塊的電子控制系統(tǒng)[11]。設計的電池管理系統(tǒng)，CAN總線的數(shù)據(jù)通信和傳輸。單片機PIC18F4580芯片集成的基于CAN總線的模塊，可以實現(xiàn)通過CAN總線收發(fā)器PCA82C250的對外擴張，在單片機的信號轉換成CAN總線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠囯姵毓芾硐到y(tǒng)的通信。但在實踐中，工作現(xiàn)場條件比較特殊，高共模電壓的存在中的每個節(jié)點之間的CAN總線，盡管對共模噪聲的影響CAN總線接口。當電壓高的存在時，可以使收發(fā)裝置PCA82C250是不能正常工作，嚴重的情況下也會燒毀芯片外圍電路，所以在電路設計中的抗干擾能力的提高可以使其達到要求的模塊，采用更高性能的通信，CAN總線上各節(jié)點之間的電氣隔離方式將應用程序設計[12]。CAN通信模塊電路如圖8所示。圖8 CAN通信模塊電路圖4 軟件系統(tǒng)設計 軟件系統(tǒng)設計構思 通過多種考慮最后確認了采用C語言編程，目的是為了完成所需要的控制功能，保證程序的簡化性和合理性，來滿足電動車輔助逆變電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性的要求。在系統(tǒng)開始投入運行后，首先初始化寄存器P80C592單片機，通過SA8282實現(xiàn)數(shù)據(jù)初始化，然后進行電動車軟件啟動程序的負載特性。當三相電源輸出電壓滿足一定的要求后，電動車逆變電源可很好進入運行狀態(tài)。控制回路檢測到線電壓，電流的情況，SA8282控制寄存器中所有參數(shù)，根據(jù)按照運行的實際情況，如果需要話的調整PWM輸出，三相輸出。例如，運行一段時間后的電動車，電動車功能下降，導致三相逆變電源輸出電壓低于以前設定值，檢查是否通過sa8282 P80c592現(xiàn)象，輸出電壓振幅和電動車穩(wěn)定的功率輸出是否達到要求[13]。同時，數(shù)據(jù)存儲控制程序還將定期控制參數(shù)。如果車輛控制系統(tǒng)通信可以修改變頻器的運行參數(shù)，P80C592將運行在新的參數(shù)來調節(jié)輸出。程序中斷的程序有：系統(tǒng)處理故障程序，CAN總線通訊和數(shù)據(jù)采集程序。數(shù)據(jù)的采集程序，需要通過系統(tǒng)芯片中計數(shù)定時器來觸發(fā)，輸入數(shù)據(jù)采樣A/D轉換后的數(shù)據(jù)存儲到逆變電路輸出，然后運行CPU。CAN總線通信程序包括多個程序，其基本程序結構根據(jù)圖8所示。當CAN總線通訊程序運行后，控制器可以執(zhí)行P80C592下達的相關系統(tǒng)命令。系統(tǒng)主機要請求的數(shù)據(jù)發(fā)生時，車輛的計算機查詢節(jié)點狀態(tài)獲取驅動系統(tǒng)所運行的參數(shù)，節(jié)點可以發(fā)送當前狀態(tài)數(shù)據(jù)時，如果系統(tǒng)查詢運行所修改參數(shù)，就可以將存儲中的控制參數(shù)提取[14]。 主控程序軟件設計 主控程序設計方案P80C592單片機MCU編寫的主控程序，主要包括數(shù)據(jù)信息讀入單片機，由單片機存器進行數(shù)據(jù)備份，通過CAN總線通信，進行相應問題處理，可完成對電動汽車電池組的管理功能。電池工作狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取由主控芯片的功能和電源管理芯片和主控oz8920通信，單片機是通過I2C總線的EEPROM芯片的讀（oz8920）中的數(shù)據(jù)，從獲得的電池電壓，電流和溫度，和工作狀態(tài)信息；通信模塊，通過CAN總線將主控裝置汽車控制系統(tǒng)和整個汽車通信工作，把電池和電池狀態(tài)信息，參數(shù)信息和報警信息，上到全車控制器，車輛控制器發(fā)送和接收控制信號和數(shù)據(jù)。 主程序設計流程 主控程序流程的工作包括系統(tǒng)初始化、CAN通信處理、控制子程序等部分。用以滿足整個系統(tǒng)對于參數(shù)信息采集，當發(fā)現(xiàn)哪個參數(shù)不在設定范圍內，由單片機控制器發(fā)出聲光報警提示信息，最后經(jīng)CAN總線通信發(fā)送至主控制器，實現(xiàn)分別對各個子程序的調用工作[15]。系統(tǒng)主程序流程圖如圖9所示?？刂瞥绦蛑械娜齻€中斷程序如下：數(shù)據(jù)采集程序，CAN總線通信和故障處理程序。數(shù)據(jù)采集程序，通過芯片計數(shù)器定時觸發(fā)，輸入數(shù)據(jù)采樣A/D轉換后的數(shù)據(jù)存儲到逆變電路輸出，運行CPU。CAN總線通信程序包括多個子程序[16]。當通信程序觸發(fā)后，可以在控制器P80C592命令字執(zhí)行相關任務。主機在請求當前數(shù)據(jù)時，將變頻器的運行參數(shù)對車輛系統(tǒng)狀態(tài)的電腦查詢節(jié)點時，節(jié)點可以發(fā)送當前狀態(tài)數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)提出修改運行參數(shù)，將存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的控制參數(shù)。系統(tǒng)初始化過程中使整個軟件系統(tǒng)控制寄存器需要設置初始設置初始值，目的是確保系統(tǒng)工作電源，并能在開機時進行自我測試，看看是否有異常參數(shù)監(jiān)測模塊。參數(shù)檢測子模塊如圖10所示。 圖9 主程序流程圖 圖10 參數(shù)檢測子模塊 故障處理程序設計故障處理程序具有中斷程序的優(yōu)先級，能夠自動分辨出優(yōu)先級，即外部中斷（INT0）0 P80C592與SA8282芯片引腳連接的運行。當電動車的輔助逆變變頻器發(fā)生故障的時候，IPM會將發(fā)生故障信號會傳送SA8282芯片，系統(tǒng)會在立即在PWM輸出，并且發(fā)給P80C592采取中斷措施，觸發(fā)的故障會馬上進行處理，完成處理后。故障處理程序SA8282關閉，然后由電動車CAN總線PC故障代碼寫參數(shù)與當前運行的系統(tǒng)完成消息的發(fā)送；來恢復了單片機系統(tǒng)控制關閉，安全關機。故障診斷模塊的子程序如圖11所示[17] CAN總線數(shù)據(jù)通信子程序設計 根據(jù)CAN總線的通信原理，在接收過程中，主要通過標志的內部寄存器為“0”或為“1”，數(shù)據(jù)已由“1”標志為收到，“0”表示為他們沒有收到數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)還沒有完成；在數(shù)據(jù)發(fā)送，發(fā)送相關的初始化數(shù)據(jù)，格式和參數(shù)的ID碼，包括數(shù)據(jù)的長度是一樣的。根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送CAN總線的通信原理，在發(fā)送過程中，主要通過發(fā)送標志位內部寄存器為“0”“1”一個數(shù)據(jù)幀發(fā)送到標志識別，當標志為“0”時，表明沒有數(shù)據(jù)發(fā)送或發(fā)送的數(shù)據(jù)還沒有完成；當標志為“1”，這意味著1幀數(shù)據(jù)發(fā)送和已發(fā)送，發(fā)送緩沖區(qū)中上傳，所以通知CPU發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送，同時，寄存器自動清除標志位發(fā)送，寄存器自動添加此位被清零，用于下一幀數(shù)據(jù)傳輸[18]。CAN總線數(shù)據(jù)通信接收子程序流程圖如圖12所示。圖11 故障處理子模塊圖12 CAN總線數(shù)據(jù)通信子程序流程圖CAN通信網(wǎng)絡引入電動車所提供的車輛的各個子系統(tǒng)的調節(jié)，實施全局優(yōu)化控制，為所有車輛的智能節(jié)點實施的控制。P80C592集成控制器為核心，結合三相逆變電源，不僅安全，穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)交換快和車輛控制精準，不同的電動車參與一個專用的PWM波形的電動汽車芯片SA8282計算機輔助設計時，都需要使用不同的電動汽車CAN總線協(xié)議[19]。采用適當?shù)淖兏刂瞥绦?，只需更改與CAN控制程序通信程序的程序段，就能夠訪問整個車輛系統(tǒng)，使逆變器具有更多的功能。5 電路開環(huán)仿真結果 圖13所示為車載逆變電源原理圖，及在任意負載下的波形，逆變SPWM 調制波形。下面將為在開環(huán)負載下SA8282 輸出PWM 波、中間級直流電壓、輸出正弦波等波形做分析。設負載分別約為50W 額定負載、RL=230Ω 和負載約為25W,RL=1KΩ，將SA8282 。SA8282 輸出PWM 波、及未經(jīng)調制SPWM 波輸出及正弦波波形如圖13所示。圖13 SA8282輸出PWM波 圖14與15 的對比可以看出未經(jīng)調制的SPWM 波，當負載減輕時其幅值上升。 圖14 50W未經(jīng)濾波的SPWM波圖15 25W未經(jīng)濾波的SPWM波 圖16與圖17的對比可以看出當負載減輕時輸出正弦波電壓上升。 圖16 50W正弦波輸出圖17 25W正弦波輸出 從以上的波形對比可以看出，在開環(huán)狀態(tài)下，中間級直流輸出及輸出正弦波在負載變化下，其輸出波形電壓幅值也將隨著變化。這樣輸出電壓不穩(wěn)定，可能會對用點設備造成損害,使系統(tǒng)發(fā)生故障，這樣就需要關閉輸出，進行安全關機。 仿真結果總結 該章主要對電路系統(tǒng)在開環(huán)狀態(tài)下，負載變化時的中間級直流輸出，正弦波輸出波形進行了仿真分析。在開環(huán)狀態(tài)下，當負載減輕時，輸出電壓會升高，這樣會對用電設備的安全造成威脅，引起設備發(fā)生故障，這時就需要斷開輸出，進行安全關機。通過CAN的控制總線，發(fā)生出來的故障需要向各個節(jié)點和上位機進行報告，并對總線中每個發(fā)生的故障做出操作，如：在位于電動車上顯示系統(tǒng)顯示出系統(tǒng)做出的預警告示信息,提醒駕駛員減速。由電動車能量管理系統(tǒng)發(fā)出命令關閉輔助逆變電源的輸入，接收其錯誤代碼和保存當前電動車運行數(shù)據(jù)，來方便維修人員排除故障。結束語畢業(yè)設計在黃海波老師精心指導和嚴格的要求下，終于完成了支持CAN總線的電動車輔助逆變電源的設計。畢業(yè)設計是對大學這兩年學習成績的檢閱以及檢查我們的動手能力，平時學的課程很少能融會貫通，通過CAN總線的電動車輔助逆變電源的設計，讓平時所學的知識得到了進一步的鞏固，讓理論和實踐得到了很好的結合。剛一開始拿到這個題目時不知如何下手，由于對這方面的知識了解很少，走了不少彎路，甚至出現(xiàn)了一些錯誤，但正是在這一次的錯誤中讓我學到了許多知識，同時也磨練了自己的耐心并加強了對軟件平臺的操作水平。在這次寫論文中學到了許多以前沒有接觸到的知識，學到了如何用Keil億圖、電路仿真軟件等軟件。在黃海波老師的精心和耐心的指導下終于實現(xiàn)了電動車的輔助逆變電源的基本功能，如電動車上各種智能化節(jié)點的優(yōu)化。每位老師都很有耐心，他們會把每個知識都講解的很清晰，遇到不會的他們都很有耐心的給我們講解，一直到聽懂為止。在設計中不僅學到了專業(yè)知識還學到了怎樣做人，如何與人交流，遇到問題要多思考多和同學交流，多和老師交流。這兩年充實的生活告訴我，只有不斷經(jīng)歷考驗、挫折、甚至失敗，才能逼近最終的理想。生于斯時，長于斯境，唯有以雙倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的執(zhí)著來完成原賦的使命。CAN總線的電動車輔助逆變電源的設計的完成意味著大學生快要結束，大學這兩年它帶給我的影響不是可以用時間來衡量的，這兩年來經(jīng)過所以的事，都是人生生活回味的一部分。對于今后迎接的是更多的困難，經(jīng)過畢業(yè)設計的錘煉，相信能更好的面對生活面對未來，把握機遇。在大學里得到了最好的訓練，這將是大學生活最美好的回憶，要把學習到的知識轉化正能量，為著美好未來而努力奮斗，相信生活相信自己相信未來！參考文獻[1] 朱正禮, 總線系統(tǒng)在電動轎車上的應用.[D]汽車工程,2013Zhu Zhengli. low cloud, application of CANbus system in the electric car. [D] automotive engineering 2013(in Chinese)[2] [D].大連理工大學，2007Lin Chang added. CAN bus technology in hybrid electric vehicle application [D]. Dalian Un