【正文】 系統(tǒng)成本增加，在一些不需要CAN總線的帶寬和多功能的場(chǎng)合，使用LIN總線可大大節(jié)省成本，所以LIN總線得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 LIN(Local Interconnect Network)總線是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN總線的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)(例如CAN總線)提供輔助功能。LIN的標(biāo)準(zhǔn)化將簡化多種現(xiàn)存的多點(diǎn)解決方案，且將降低在汽車電子領(lǐng)域中的開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)和后勤成本。 典型的LIN總線應(yīng)用是汽車中的聯(lián)合裝配單元，如門、座椅、空調(diào)、照明燈等。對(duì)于成本比較敏感的單元，LIN可以使機(jī)械元件可以很容易的連接到汽車網(wǎng)絡(luò)中并得到十分方便的維護(hù)和服務(wù)。下面的方案中包括15個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)和31個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)，充分體現(xiàn)了CAN以及LIN各自的特點(diǎn)。CAN總線應(yīng)用方案三如圖3所示。 方案3是一個(gè)很完整的方案，但是實(shí)際應(yīng)用過程中，考慮到系統(tǒng)的性價(jià)比以及安裝等方面的因素，可采用如下圖所示的簡化方案，圖中CAN總線虛線表示這部分在不影響性能的前提下，可以用LIN總線替代，可以降低系統(tǒng)成本。 CAN總線方案四 方案4主要是針對(duì)希望采用總線的中低檔轎車，這就決定了系統(tǒng)必須具有很高的性價(jià)比，而且成本也是一個(gè)重要的方面。具體應(yīng)用需要根據(jù)不同的車型做出適當(dāng)?shù)男薷臐M足各自的要求。本車身控制模塊在總線方案2基礎(chǔ)上加以簡化，保留中央控制模塊和四個(gè)門模塊作為車身控制總線方案。CAN總線應(yīng)用方案四如圖4所示。 6： CAN總線技術(shù)在汽車中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 利用CAN總線構(gòu)建一個(gè)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有： （1）總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級(jí)、節(jié)點(diǎn)容量等技術(shù)問題 （2）高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸 （3）確定最大傳輸時(shí)的延時(shí)大小 （4）網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)技術(shù) （5）網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和故障診斷功能 （6）實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間特性 （7）安裝與維護(hù)中的布線 （8）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加與軟硬件更新(可擴(kuò)展性) 7：結(jié)束語 CAN總線作為一種可靠的汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總線已開始在先進(jìn)的汽車上得到應(yīng)用,使得各汽車計(jì)算機(jī)控制單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源,達(dá)到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個(gè)控制系統(tǒng)的目的。這樣使得汽車的動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性、安全性都上升到新的高度。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,具有高度靈活性、簡單的擴(kuò)展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯(cuò)誤能力的CAN總線通信協(xié)議必將在汽車電控系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) 【1】饒運(yùn)濤,鄒繼軍 現(xiàn)場(chǎng)總線CAN原理與應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,. 【2】CAN in automotion .The CAN physical layer 【3】Philips Semicondutors .SJA1000 Stand alone CAN controller 【4】 周震 基于CAN總線的車身控制模塊. 南京航空航天大學(xué) 200507 【5】 [N]. 中國汽車報(bào)，（28）. 【6】李剛炎，于翔鵬 CAN總線技術(shù)及其在汽車中的應(yīng)用. 中國科技論文在線 【7】戴西槐 朱建新等 基于CAN總線的EV電控系統(tǒng)通信的設(shè)計(jì)與開發(fā). 電子技術(shù)應(yīng)用網(wǎng) 【8】馬忠梅 籍順心 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì). 北京航空航人大學(xué)出版社1999 【9】. zlgmcu. 【10】巨永鋒 汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì). 現(xiàn)代電子技術(shù)2003第9期本文由中國測(cè)控網(wǎng)編輯整理下載中心 ://CAN總線技術(shù)在智能汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用20081027 21:56:00 來源：中國自動(dòng)化網(wǎng)1 引言 　　CAN總線是控制局域網(wǎng)絡(luò)（Control Area Network）的簡稱，它最早由德國BOSCH公司提出。由于它具有傳輸速率高，抗干擾能力強(qiáng)，硬件連接方便等突出特點(diǎn)，非常適合用于汽車系統(tǒng)中，解決眾多測(cè)試與控制儀器之間的數(shù)據(jù)交換問題。　2 智能汽車系統(tǒng)簡介　　智能汽車主要被用于野外環(huán)境中，它可以按照人預(yù)先設(shè)定的指令，根據(jù)地圖信息做出全局路徑規(guī)劃，并在行進(jìn)過程中不斷感知周圍的環(huán)境信息，自主地制定出各種決策，引導(dǎo)自身安全地行使并完成相應(yīng)的規(guī)劃和操作任務(wù)?！　∷邆淦胀ㄆ嚨母黝惞δ芡猓€增加了測(cè)算車身位置，測(cè)算車頭方向，控制汽車自帶有向天線的方向使其與基地之間進(jìn)行無線通信等功能。如此眾多的信息，如果完全采用RS232總線進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)交換顯然有些力不從心。因而采用CAN總線作為其內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，是理所?dāng)然的?！? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　 概述　　智能汽車的控制系統(tǒng)由擔(dān)負(fù)著檢測(cè)計(jì)算功能的下位機(jī)系統(tǒng)和擔(dān)負(fù)著控制顯示功能的上位機(jī)系統(tǒng)組成。圖1為該系統(tǒng)的功能框圖。　　下位機(jī)系統(tǒng)各模塊及其功能：〇 GPS數(shù)據(jù)采集模塊，用來測(cè)量汽車當(dāng)前位置。〇 磁羅盤數(shù)據(jù)采集模塊，用來測(cè)量車頭的方向。〇 步進(jìn)電機(jī)控制模塊，用來驅(qū)動(dòng)有向天線的旋轉(zhuǎn)。〇 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度限制模塊，用來測(cè)量有向天線相對(duì)于車頭的角度，并防止由于步進(jìn)電機(jī)單方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度過大而造成的線路纏繞。〇 CAN模塊。注:圖1中的電位器用來測(cè)量步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度,將它的輸出電平轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)再發(fā)往下位機(jī)。CAN總線使用共地的雙絞線作為其傳輸介質(zhì)。　　上位機(jī)系統(tǒng)各模塊及其功能：〇 LCD模塊，用來顯示下位機(jī)傳送來的各種數(shù)據(jù)。〇 簡易鍵盤輸入模塊，通過8鍵鍵盤完成對(duì)下位機(jī)的一些簡單控制。〇 CAN模塊。　　上位機(jī)和下位機(jī)通信由CAN模塊和CAN總線來完成。其中，下位機(jī)要傳送給上位機(jī)的數(shù)據(jù)有，汽車當(dāng)前的GPS坐標(biāo)，車頭當(dāng)前的方向，有向天線相對(duì)于車頭的角度；上位機(jī)要傳送給下位機(jī)的數(shù)據(jù)有，基地的GPS坐標(biāo)，手動(dòng)模式下電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向和角度?！　?硬件實(shí)現(xiàn)　　系統(tǒng)上下位機(jī)均采用PIC18F258單片機(jī)，該單片機(jī)自帶CAN收發(fā)接口，它的引腳見圖2。CAN模塊相對(duì)獨(dú)立，其的主要特征如下：〇 通過ISO CAN標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。〇 執(zhí)行CAN協(xié)議： 。〇 標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)模式。〇 08位數(shù)據(jù)長度。〇 可編程速率高達(dá)1M bps。〇 2個(gè)數(shù)據(jù)接收緩沖器〇 6個(gè)完全接收濾波器，2個(gè)對(duì)應(yīng)高優(yōu)先權(quán)緩沖器，4個(gè)對(duì)應(yīng)低優(yōu)先權(quán)緩沖器。〇 2 個(gè)完全接收掩碼器。〇 3個(gè)具有優(yōu)先權(quán)的發(fā)送緩沖器　　該系統(tǒng)中，上位機(jī)與其外圍設(shè)備鍵盤和LCD顯示器通過標(biāo)準(zhǔn)并行I/O總線相連，下位機(jī)與其外圍設(shè)備GPS接收器、磁羅盤以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過RS232串行總線相連，在此不做詳細(xì)介紹。圖3是CAN通信模塊硬件簡圖?！　∮捎趩纹瑱C(jī)的輸出電流比較弱，難以驅(qū)動(dòng)光電隔離器，為保險(xiǎn)起見，信號(hào)輸入光偶前要經(jīng)過74HC573鎖存；同樣為了增加信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，經(jīng)過隔離的信號(hào)要再次經(jīng)過74HC573鎖存。　　使用該單片機(jī),無須擴(kuò)展CAN總線模塊，簡化了硬件設(shè)計(jì)，提高了運(yùn)行效率?！　?軟件實(shí)現(xiàn)　　PIC18F258的CAN模塊帶有眾多控制和數(shù)據(jù)寄存器，為方便起見，可以將它們做以下分類：〇控制和狀態(tài)寄存器〇發(fā)送緩沖寄存器〇接收緩沖寄存器〇波特率控制寄存器〇I/O控制寄存器〇中斷標(biāo)志和控制寄存器　　CAN模塊可工作于6種模式下，配置模式，禁止模式，正常工作模式，監(jiān)聽模式，自循環(huán)模式，錯(cuò)誤識(shí)別模式。本系統(tǒng)涉及到了2種模式，配置模式和正常工作模式。　　首先在配置模式下將控制和狀態(tài)寄存器，波特率控制寄存器，I/O控制寄存器，中斷標(biāo)志和控制寄存器，接收掩碼器和接受濾波器按照系統(tǒng)要求設(shè)定好，以保證 CAN總線暢通。這些寄存器只能在配置模式下進(jìn)行設(shè)定。設(shè)定完畢后，進(jìn)入正常工作模式。上位機(jī)和下位機(jī)都將各自的CAN接收中斷打開，等待CAN總線傳送來的數(shù)據(jù)。所不同的是，上位機(jī)只在需要進(jìn)行人工干預(yù)的情況下，向總線發(fā)送控制信號(hào)；而下位機(jī)是循環(huán)向總線發(fā)送采集到的信息的?！　D4是CAN模塊發(fā)送數(shù)據(jù)的程序流程圖：圖4 發(fā)送程序流程圖　　CAN模塊數(shù)據(jù)接收是通過中斷方式實(shí)現(xiàn)的，即每傳來一個(gè)報(bào)文，就發(fā)生一個(gè)中斷，然后將收到的數(shù)據(jù)從接收寄存器中轉(zhuǎn)移到指定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)并保存起來 ，最后中斷返回?！　D5是下位機(jī)CAN模塊接收數(shù)據(jù)的中斷服務(wù)程序流程圖：圖5 接收中斷服務(wù)程序流程圖4關(guān)于設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題 　　（1）下位機(jī)是循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)的，在每一個(gè)報(bào)文發(fā)送出去后，要等待充足的時(shí)間再發(fā)送下一個(gè)報(bào)文。否則，可能出現(xiàn)上次報(bào)文未發(fā)送完畢，就裝載下一個(gè)報(bào)文的情況。從而，造成報(bào)文丟失，甚至每次報(bào)文都不能成功發(fā)送。等待的時(shí)間與微處理器的時(shí)鐘頻率和報(bào)文發(fā)送的波特率有關(guān)。　?。?）報(bào)文發(fā)送過程中可能會(huì)產(chǎn)生種種錯(cuò)誤，CAN協(xié)議提供了成熟的錯(cuò)誤檢驗(yàn)機(jī)制。這些錯(cuò)誤可能包括：CRC錯(cuò)誤、應(yīng)答錯(cuò)誤、形式錯(cuò)誤、位錯(cuò)誤、填充位錯(cuò)誤，引起這些錯(cuò)誤的原因各不相同。對(duì)PIC18F258而言，每發(fā)生一次錯(cuò)誤，CAN模塊內(nèi)部的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器就會(huì)加1，一旦錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的值大于255，就會(huì)進(jìn)入總線關(guān)斷狀態(tài)，這時(shí)CAN總線將不能用來收發(fā)數(shù)據(jù)。它會(huì)等待128組連續(xù)的11位隱性位后，再恢復(fù)到正常狀態(tài)。系統(tǒng)運(yùn)行過程中不允許有間斷，所以應(yīng)當(dāng)在進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)前，將錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器清零或恢復(fù)到允許總線正常工作的范圍內(nèi)?！　。?）本系統(tǒng)中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，相對(duì)于CAN總線強(qiáng)大的功能而言是有限的。但是，考慮到今后系統(tǒng)的改進(jìn)和擴(kuò)充，必然需要更多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，也必然會(huì)傳輸更多的數(shù)據(jù)，所以，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留了很多軟硬件資源，以備日后使用?！　? 結(jié)束語　　本文中的智能汽車系統(tǒng)，在普通汽車系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了功能擴(kuò)展，涉及到了人工智能領(lǐng)域的一些技術(shù)。上位機(jī)與下位機(jī)之間由CAN總線來傳輸數(shù)據(jù)，RS232接口只與外圍檢測(cè)和控制設(shè)備相連，分工明確，不會(huì)造成串行總線過于繁忙，從而引起數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤?！　∮肅AN總線組建的通信網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高、而且具有自診斷和監(jiān)控能力，既提高了通信質(zhì)量，又方便了軟硬件設(shè)計(jì)。本例中所使用的PIC18F258單片機(jī)自帶CAN總線接口，性能優(yōu)越、價(jià)格低廉，必然會(huì)受到設(shè)計(jì)師的青睞。.