【正文】 內嵌式CAN節(jié)點的設計[18]。 CAN接口硬件設計TMS320LF2407A的CAN控制器通過光電隔離模塊與CAN收發(fā)器PCA82C250相連，其中光電隔離模塊采用高速隔離芯片6N137。另外， 器件TMS320LF2407A與5V器件PCA82C250、6N137的電平轉換標準一致，TMS320LF2407A的CAN發(fā)送信號可直接驅動6N137，但TMS320LF2407A不能承受5V電壓,在TMS320LF2407A的CAN接收引腳與PCA82C250的RXD引腳中間增加一個緩沖器件，這個緩沖器件可以是雙電壓供電。這里選擇74LVX14作為緩沖器。同樣120的匹配電阻設計成可選的形式。其CAN硬件接口電路如圖10所示。圖10 內嵌式CAN節(jié)點接口電路 CAN接口軟件設計CAN 接口軟件分初始化程序、數據發(fā)送程序、中斷接收程序三大塊。數據解釋功能由主程序完成。1. 初始化CAN控制器[18]根據整車要求，混合電動汽車能源總成控制系統(tǒng)需接收4種不同標識符的數據幀、發(fā)送兩種不同標識符的數據幀，因此，將TMS320LF2407A的MBOX3配成接收方式，在初始化程序中一次配置好標識符、接收屏蔽字。于是初始化程序完成信息幀格式選擇、波特率、郵箱標識符、接收屏蔽字、不使能發(fā)送中斷、使能接收中斷等配置功能[18]，其初始化流程見圖11。圖11 內嵌式CAN節(jié)點初始化流程2. 發(fā)送數據由于郵箱標識符已在初始化程序中一次性配好，發(fā)送程序只將待發(fā)送的數據寫入相應郵箱的數據區(qū)，設置發(fā)送請求位啟動發(fā)送，待發(fā)送完畢，復位發(fā)送應答位即可。其數據發(fā)送流程見圖12。圖12內嵌式CAN節(jié)點數據發(fā)送流程 CAN通信的關鍵技術1. 光電隔離設計為了進一步提高微處理器的抗干擾能力，CAN總線接口往往采用光電隔離電路。光電隔離模塊一般處于CAN控制器與收發(fā)器之間。但光電隔離模塊同時帶來了CAN總線的傳輸延時，設計時應采用高速光電隔離模塊，將傳輸延時降至盡可能的小，確保其傳輸延時遠小于設定的CAN總線位傳輸時間。通信速率越快，對光電隔離模塊的轉換速度要求就越高[19]。上述節(jié)點采用6N137，可滿足CAN總線250kbps的波特率要求。2. 收發(fā)器82C250的設計引腳TXD須接上拉電阻，當引腳TXD為低電平時，82C250輸出顯性電平，而總線值由顯性電平決定。若該節(jié)點異常，將使整個通信網絡癱瘓。故設計時應使82C250的引腳TXD平時處于高電平，即接上拉電阻。這樣，當一個節(jié)點出現問題時，不會影響其它節(jié)點。引腳Rs經電阻接地，使82C250工作于斜率控制模式，降低了收發(fā)器轉換速率，可在一定程度上降低射頻干擾，從而不需要采用屏蔽電纜，節(jié)約了成本。若引腳Rs經電阻直接接地，82C250工作于高速，減少了傳輸延時，但須使用屏蔽電纜以避免射頻干擾問題。3. SJA1000的設計SJA1000內部集成了一個接收輸入比較器電路，RX0、RX1（SJA1000的第120腳）是比較器的輸入引腳。SJA1000對比較器輸入引腳RX1的電平有一定的要求，如果處理不好，難以形成CAN協(xié)議所要求的電平邏輯。接收輸入比較器由時分頻寄存器CDR的第6位CBP控制[20]。圖13顯示了SJA1000接收輸入比較器的處理方法。當CBP=0時，輸入比較器工作。此時，CAN信息在輸入比較器這一級的傳輸延時時間為tD1。而當CBP=1時，輸入比較器被旁路，只有RX0被激活，沒有被使用的RX1腳應被連接到一個確定的電平，如系統(tǒng)的參考電平VSS。輸入比較器被旁路后，從RX0輸入的信息經由施密特觸發(fā)器輸入，相應的傳輸延時時間為tD2，且tD2遠小于tD1。減少傳輸延時可增加總線通信距離。單CAN口設計時建議將輸入比較器旁路，以獲取最大的通信距離圖13 SJA1000的接收輸入比較器 本章小結本章以SJA1000、82C250、TMS320LF2407A為例介紹了通用CAN節(jié)點、內嵌式CAN節(jié)點的軟、硬件設計。最后總結了CAN通信的關鍵技術。結論本文介紹了CAN總線技術，實現了電機控制器CAN信號的接收和發(fā)送。運用了LabVIEW工具，針對CAN數據格式設計了監(jiān)控系統(tǒng)。實現了以圖形界面的形式對電機的監(jiān)控，便于對電機控制器進行控制和了解所要的信息，在實際試驗中取得了良好的效果。很好的實現了預期目的。由于條件限制和能力有限，本課題研究依然存在一些遺憾，主要有以下幾點：在CAN接口協(xié)議制定中，只對應用層協(xié)議做了簡單的解析和應用。雖然這也是由于硬件系統(tǒng)所能提供的信息量有限，但在下一步工作中希望可以增添更多的信息量。 軟件設計中，采用了大量的硬件中斷和軟件中斷，這對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性有一定的影響。如果引入嵌入式操作系統(tǒng)，這可以大大簡化編程難度，并提高軟件的可靠性。控制界面雖然簡單明了，直觀有效，但對采集到數據后處理部分欠缺完善，在以后深入研究電機性能時，這是非常重要的內容。參考文獻[1]饒運濤鄒繼軍?，F場總線CAN原理與應用技術，北京：北京航空航天大學出版社，2003．5[2] Maggetto．G，Van Mierlo．J．Electric and electric hybrid vehicle echnology：a survey. Electric ,Hybrid and Fuel Cell Vehicles (Ref． No． 2000／050)． IEE Seminar，2005，(4)：11—111[3]李華德，交流調速控制系統(tǒng)．電子工業(yè)出版社，2003．3[4]劉海英，車載系統(tǒng)C^N通訊實現及上位監(jiān)控系統(tǒng)設計：[碩士學位論文]1．北京：北方工業(yè)大學自動化學院，2005[5]黃巍，基于CAN總線的車輛狀態(tài)信息顯示處理系統(tǒng)：[碩士學位論文]．大連：大連理工大學自動化學院，2005，1981。103(2)：32—39．[6]吳森，宗楊等．串聯式混合動力城市公交車車載數據采集系統(tǒng)．武漢：武漢理工大學學報信息與管理工程版，2004，8[7]光斌瀏冬編著．單片機系統(tǒng)實用抗干擾技術，人民郵電出版社，2003[8]吳森，趙世科．串聯式混合動力電動汽車經濟性研究．武漢理工大學學報2005，2[9]鄔寬明．CAN總線原理和應用系統(tǒng)設計．北京：北京航空航天大學出版1996．[10]SAE J1939．Truck and Bus Control and Communications Network Standards[S]．[11]董珂．CAN總線技術及其在混合動力電動車上的應用[清華大學，2006．8[12]萬仁君．電動汽車分布式控制系統(tǒng)的總線調度與整車控制策略的研究．天津：天津大學，2006．[13] Schcen J B，Leminturier P．Twin CANA New Milestone for Internetwork Communication[C1．Proc．of Society of Automotive Engineerings，2000．[14]陳清泉，孫逢春．混合電動車輛基礎．北京：北京理工大學出版社，2001，[15]SAE Standard．SAEJl939_—71．Vehicle Application Layer．1996．5．[16]劉銀柱，巨永鋒．網絡技術在汽車中的應用[J]．現代電子技術，2003，(11)[17]SAE Stan血rd．Remended Practice for a Controt and Communication Vehicte Not work．1939 issued．2000[18]李爭，趙淘，姜衛(wèi)東，倪有源。并聯式混合動力電動汽車模糊控制策略的仿真研究．公路交通科技，2005(2)：126—130[19]Zhang R．and Chen Y．Control of hybrid dynamic systems for electric．in：Proc ofthe American Control Conference，Arlington，VA，USA，2005：2884—2889[20]Michael James Ogburn．Systems Integration，Modeling，and Validation of a Fuel CellHybrid Electric Vehicle．gichael J．Ogburn，2003致謝本論文是在我的導師的悉心指導下完成的。在學習階段和項目階段，從課題的選擇到畢業(yè)論文的最終完成，老師不僅給予我很多學習上的指導，還教給我許多做人的道理。她嚴謹的治學精神、平等的治學態(tài)度、對工作的熱愛以及在諸多問題上高瞻遠矚的精辟見解使我受益匪淺。在此，對老師在我寫論文階段的學習和工作中給予的培養(yǎng)和幫助表示由衷的感謝和深深的敬意!感謝我敬愛的父親、母親、對我生活和學習上的關愛與照顧。我每向前邁進一步都離不開家人的支持和鼓勵，在此，向我的家人深深的說聲：謝謝!我身邊的同學以及師兄師弟，特別是徐鵬同學，對我論文的完成給予了不少的幫助，在此也一并表示真誠的感謝