【正文】 器 SJA1000、 CAN總線收發(fā)器 82C ? SJA1000的 AD0AD7連接到 89C51的 P0口， /CS連接到89C51的 ， 0的 CPU片外存貯器地址可選中SJA1000， CPU通過這些地址可對 SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作， SJA1000的 /RD、 /WR、 ALE分別與 89C51的對應(yīng)引腳相連， /INT接 89C51的 0INT， 80C51也可通過中斷方式訪問 SJA1000。 圖 1023 CAN 總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)硬件電路原理圖 ? ① 電源。 ? VDD1/VSS1：內(nèi)部邏輯（數(shù)字）； VDD2/VSS2：輸入比較器（模擬）； VDD3/VSS3：輸出驅(qū)動器（模擬）。 ? ②復(fù)位。這保證了SJA1000所有寄存器能夠正確復(fù)位。 ? ③振蕩器和時鐘方案。另外 CLKOUT管腳可被使能，向主控制器輸出時鐘頻率。 CLKOUT信號的頻率可以通過時鐘分頻寄存器改變： fCLKOUT=fXTAL時鐘分頻因子（ 1 14）。如果使用 16MHz的晶振， Intel模式下 CLKOUT的頻率是 8MHz， Motorola模式中復(fù)位后的時鐘分頻因子是 12，這種情況 CLKOUT會產(chǎn)生 。置位命令寄存器的進(jìn)入睡眠位（ BasicCAN模式）或模式寄存器（ PeliCAN模式）的睡眠模式位后，如果沒有總線活動和中斷等待， SJA1000就會進(jìn)入睡眠模式，振蕩器在 15個 CAN位時間內(nèi)保持運(yùn)行狀態(tài)。 ? ⑤ CPU接口。 ? （ 3）通信軟件設(shè)計 CAN 總線節(jié)點(diǎn)的通信軟件設(shè)計主要包括三大部分： CAN 節(jié)點(diǎn)初始化程序；報文發(fā)送程序；報文接收程序。 ? 如果通信任務(wù)比較復(fù)雜，還要需詳細(xì)了解有關(guān) CAN 總線錯誤處理、總線脫離處理、接收濾波處理、波特率參數(shù)設(shè)置和自動檢測以及 CAN 總線通信距離和節(jié)點(diǎn)數(shù)的計算等方面的內(nèi)容。 SJA1000 的初始化只有在復(fù)位模式下才可以進(jìn)行。 ? ②發(fā)送子程序。發(fā)送時用戶只需將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按特定格式組合成一幀報文，送入 SJA1000 發(fā)送緩存區(qū)中，然后啟動 SJA1000 發(fā)送即可。 ? LIN總線系統(tǒng) ? LIN是 Local Interconnect Network的縮寫。 LIN總線的標(biāo)準(zhǔn)與其相應(yīng)的開發(fā)、測試以及維護(hù)平臺的應(yīng)用，會降低車上電子系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)、使用和維護(hù)的費(fèi)用。 ? ? 現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多路傳輸，使汽車大量線路和內(nèi)部連接被取消，在這種條件下， CAN網(wǎng)絡(luò)的電控單元間的連接雖然已是最優(yōu)結(jié)構(gòu)，但是一個電控單元和它的傳感器和執(zhí)行器之間的連接還不一定是多路傳輸?shù)?，如圖1025所示。 圖 1026 配備 LIN總線的 CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 ? ? LIN總線是主 /從結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，主要用于控制車身附屬系統(tǒng)，如圖 1027 所示。 圖 1028 LIN主控制單元 ? （ 2） LIN從控單元 LIN主控單元通過集成的傳感器來獲知執(zhí)行元件的實(shí)際狀態(tài)，然后就可以進(jìn)行規(guī)定狀態(tài)和實(shí)際狀態(tài)的對比，如圖 1029所示。傳感器內(nèi)集成有一個電子裝置，該裝置對測量值進(jìn)行分析。有些傳感器和執(zhí)行元件只使用 LIN主控制單元插口上的一個針腳。 圖1029 LIN從控制單元 ? ? （ 1）傳輸媒體 LIN網(wǎng)絡(luò)一般使用一根單獨(dú)的銅線作為介質(zhì)。 ? （ 3）傳輸速率 數(shù)據(jù)傳遞速率為 1～ 20?Kb/s，在 LIN控制單元的軟件內(nèi)已經(jīng)設(shè)定完畢，該速率最大能達(dá)到舒適 CAN數(shù)據(jù)傳遞速率的 1/5。顯性電平：為了將顯性比特傳到 LIN數(shù)據(jù)總線上，發(fā)送控制單元內(nèi)的收發(fā)報機(jī)將數(shù)據(jù)總線導(dǎo)線接地。 ? （ 5）傳遞安全性 在收發(fā)隱性電平和顯性電平時，通過預(yù)先設(shè)定公差值來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。 ? （ 6） LIN幀結(jié)構(gòu) 一個 LIN幀結(jié)構(gòu)由字節(jié)分隔開的一系列字節(jié)組成， LIN幀結(jié)構(gòu)如圖 1031 所示。 圖 1031 LIN幀結(jié)構(gòu) ? （ 7）信息的順序和回應(yīng)信息內(nèi)容 LIN主控單元已經(jīng)設(shè)定工作順序， LIN主控單元按順序?qū)⑿畔l(fā)送至 LIN總線上（若是主信息，則發(fā)送的是回應(yīng)）。 ? 對于帶有從控制單元回應(yīng)的信息， LIN從控制單元會根據(jù)識別碼給這個回應(yīng)提供信息， 對于主控制單元帶有數(shù)據(jù)請求的信息，根據(jù)識別碼的情況，相應(yīng)的 LIN從控制單元會根據(jù)這些數(shù)據(jù)去執(zhí)行各種功能。通過帶網(wǎng)關(guān)的組合儀表，舒適 CAN數(shù)據(jù)總線和信息 CAN數(shù)據(jù)總線也可以與動力CAN數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。為了保證有很高的抗干擾性，所有的 CAN數(shù)據(jù)總線都采用雙線式系統(tǒng)。 ? 舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線在一條數(shù)據(jù)線短路或一條CAN線斷路時，可以用另一條線繼續(xù)工作，這時會自動切換到“單線工作模式”。 ? CAN的導(dǎo)線 ? 舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線也叫低速總線，動力 CAN數(shù)據(jù)總線也叫高速總線。 ? 各個 CAN系統(tǒng)的所有控制單元都并聯(lián)在 CAN數(shù)據(jù)總線上。 圖 1033 寶來汽車的雙絞線 ? 控制單元之間的數(shù)據(jù)交換就是通過這兩條導(dǎo)線來完成的，這些數(shù)據(jù)可能是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、油箱油面高度及車速等。對于舒適 CAN數(shù)據(jù)總線來說， CANHigh線上的標(biāo)志色為綠色；對于信息 CAN數(shù)據(jù)總線來說， CANHigh線上的標(biāo)志色為紫色；對于動力CAN數(shù)據(jù)總線來說， CANHigh線上還多加了黑色作為標(biāo)志色。 ? ? 寶來汽車的 CAN數(shù)據(jù)總線有一個特點(diǎn)：控制單元之間呈樹形連接，車上 CAN導(dǎo)線的實(shí)際布置狀態(tài)稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，不同的車，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也不同。舒適/信息 CAN數(shù)據(jù)總線的控制單元包括全自動空調(diào) /空調(diào)控制單元； 車門控制單元；舒適控制單元；收音機(jī)和導(dǎo)航顯示單元控制單元。 ? 控制單元通過舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線的 CANHigh線和 CANLow線來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如車門開 /關(guān)、車內(nèi)燈開 /關(guān)、車輛位置（ GPS）等等。 ? /信息 CAN數(shù)據(jù)總線上的信號電壓變化 ? 為了增強(qiáng)抗干擾性且降低電流消耗，寶來汽車舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線使用了單獨(dú)的驅(qū)動器（功率放大器），兩個 CAN信號就不再有彼此依賴的關(guān)系。 ? 共同的中壓也發(fā)生了變化，在隱性狀態(tài)（靜電平）時，CANHigh信號為 0?V，在顯性狀態(tài)時不小于 ?V；對于CANLow信號來說，隱性電平為 5?V，顯性電平不大于?V，如圖 1034所示。 CANHigh信號和 CANLow信號的靜電平是不同的，電壓提升增大了（ ?V）；顯性電平和隱性電平交替轉(zhuǎn)換；在顯性狀態(tài)時 CANHigh信號為 ?V，CANLow信號為 ?V。另外 CANHigh線和 CANLow線之間的短路會被識別出來，并且在出現(xiàn)故障時會關(guān)閉 CANLow驅(qū)動器，在這種情況下， CANHigh和 CANLow信號是相同的。 ? 在正常的工作模式下，使用的是 CANHigh“減去” CANLow所得的信號（差動數(shù)據(jù)傳遞），這樣就可將故障對舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線的兩條導(dǎo)線的影響降至最低（與動力 CAN數(shù)據(jù)總線一樣）。在單線工作模式下，只使用完好的 CAN導(dǎo)線中的信號，這樣就使得舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線仍可工作。 ? ? 控制單元信號在收發(fā)器內(nèi)進(jìn)行放大。 ? 連接在 CAN數(shù)據(jù)總線上的控制單元的作用就像是 CAN導(dǎo)線上的一個負(fù)載電阻（因?yàn)檠b有電子元件）。如發(fā)動機(jī)控制單元會在動力 CAN數(shù)據(jù)總線的 CANHigh線和 CANLow線之間形成 66?Ω的電阻，所有其他控制單元均可在數(shù)據(jù)總線上產(chǎn)生 ?kΩ的電阻，如圖 1036所示。如果 15號接線柱（點(diǎn)火開關(guān)）已切斷，就可以用歐姆表測量 CANHigh線和 CANLow線之間的電阻了。對于驅(qū)動 CAN數(shù)據(jù)總線來說，一條導(dǎo)線上的電壓改變值不低于 1?V；對于舒適 /信息 CAN數(shù)據(jù)總線總線來說，這個值不低于 ?V。如果蓄電池電壓被切斷，那么電阻也就沒有了，這時用歐姆表無法測出電阻。 ? 1. VAN總線 ? （ 1）畢加索汽車 VAN總線的結(jié)構(gòu) 如圖 103圖 1038所示 ,畢加索汽車的 VAN總線共連接 7個控制單元。兩種電壓值定義兩種不同的邏輯狀態(tài)，從而可以限制發(fā)射幅值，并具備良好的抗干擾性。只有 DATA線的電壓信號邏輯狀態(tài)確定后， DATAB線才取相反值。 圖 1039 DATA和 DATAB的信號 ? （ 3） VAN總線的通信信息格式 VAN總線傳遞的 1幀（即 1條）數(shù)據(jù)，其格式由 9個區(qū)段組成，如圖 1040所示，段 1表示信息起始識別區(qū)，用以標(biāo)記信息的起始；段 2表示判斷識別區(qū)，用以指明信息的接受器件；段 3表示判斷格式化區(qū)，該區(qū)可在申請信息或傳送信息時確認(rèn)接受方的獲取申請是否格式化；段 4表示信息數(shù)據(jù)區(qū)，傳遞數(shù)據(jù)信息；段 5表示信息有效性檢測區(qū)，以審核抵達(dá)的數(shù)據(jù)是否完整；段 6表示數(shù)據(jù)結(jié)束指示區(qū)，用數(shù)據(jù)結(jié)束指示以指示信息已傳遞完畢；段 7表示獲取區(qū)，用以接受對方確認(rèn)信息接受良好；段 8表示幀結(jié)束區(qū)，表明一個幀已經(jīng)結(jié)束；段 9表示幀分離區(qū)，后續(xù)幀同樣按 9分格出現(xiàn)。 圖1041 智能控制盒的安裝位置 ? （ 2）智能控制盒的功用 智能控制盒是一個電子控制單元，主要用作繼電器、熔斷器、診斷接口、高頻信號接收器等電子元件接口。另外，智能控制盒具有整體測試、系統(tǒng)診斷及電控單元編碼等功能。 ? （ 4）智能控制盒的輸入 /輸出信號 智能控制盒與其他電器控制單元之間的輸入和輸出關(guān)系如圖 1042所示。 ? ①額定模式。 ? ②睡眠模式。在此模式下，智能控制盒會不斷捕捉復(fù)蘇信號，每個多路連接器均可喚醒網(wǎng)絡(luò)。 ? ③經(jīng)濟(jì)模式。 ? （ 6）智能控制盒的診斷功能 智能控制盒作為 VAN網(wǎng)絡(luò)及診斷儀之間的橋梁，可用來識別某些系統(tǒng)部件的故障。智能控制盒可向診斷儀傳送故障信息。畢加索汽車上裝備兩種收放機(jī)： RB2型收音機(jī)加磁帶播放功能； RD2型收音機(jī)加 CD播放功能。收放機(jī)可設(shè)置“隨車速調(diào)節(jié)音量功能”（需由服務(wù)站通過診斷儀來設(shè)置），新車交付時，該功能為開狀態(tài)。 圖 1043 收放機(jī)與 VAN總線的連接關(guān)系 表 102收放機(jī)各元件的信號類別 連接標(biāo)號 信 號 信號類別 1 請求更新收放機(jī)及 CD機(jī)狀態(tài) 全部或無 2 車速 +VIN號 +照明對比度 VAN 3 輸出信號 (依車速而定 ) 模擬量 4 CD聲頻輸入 模擬量 5 導(dǎo)航聲頻輸入 模擬量 6 CD機(jī)狀態(tài)更新 VAN 7 CD機(jī)狀態(tài) VAN 8 導(dǎo)航狀態(tài) VAN 9 導(dǎo)航狀態(tài)更新 VAN 10 收放機(jī)狀態(tài) VAN 11 收放機(jī)狀態(tài)更新 VAN ? ② 運(yùn)行原理。 ? 收放機(jī)的電源管理由多功能屏幕來實(shí)現(xiàn)， +VAN協(xié)議存在時，收放機(jī)向 EMF（多功能屏幕）發(fā)出開關(guān)申請，由 EMF根據(jù)收放機(jī)開關(guān)狀態(tài)來決定； +VAN協(xié)議消失時，收放機(jī)能夠喚醒 VAN網(wǎng)絡(luò)以發(fā)送開啟申請，收放機(jī)延時 30?min后關(guān)閉。從備件部門銷售的收放機(jī)內(nèi)已存有 VIN號，將該 VIN號與 BSI內(nèi)的VIN號相比較，若不對應(yīng)，則收放機(jī)將進(jìn)入模糊狀態(tài)。 ? RD2收放機(jī)可根據(jù) BSI智能盒傳遞的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)照明度， RB2收放機(jī)無變阻調(diào)節(jié)功能。此功能不影響屏幕顯示，只作用于收放機(jī)內(nèi)部，且調(diào)節(jié)過程中，音量值不顯示于多功能屏幕上。 ? 該收放機(jī)能夠根據(jù)設(shè)備升溫狀態(tài)對最大音量進(jìn)行動態(tài)控制， RD2收放機(jī)限制音量時并不改變顯示值， RB2收放機(jī)可根據(jù)使用者的意愿顯示音量變化。組合儀表是駕駛信號功能的中心，主要包括水溫指示、燃油量指示、車速指示、行駛里程知識、維護(hù)提示、儀表板照明度調(diào)節(jié)、行駛參數(shù)顯示等。組合儀表經(jīng)過線束接收信號并通過 VAN網(wǎng)絡(luò)與電控單元進(jìn)行通信，如圖 1044所示，組合儀表信息系統(tǒng)各元件的信號類別如表 103所示。車輛的即時速度顯示在指示屏幕的數(shù)字顯示器上，駕駛員可選擇速度計量單位 km/h或 MPFI。 ? 組合儀表有超速報警功能，用戶可通過組合儀表的多功能屏幕菜單對超速的限制值進(jìn)行修改，當(dāng)車輛達(dá)到此速度時，組合儀表的多功能屏幕將顯示信息“設(shè)定速度 km/h”，并發(fā)出一個雙頻調(diào)報警聲。行駛里程由行駛里程計數(shù)器顯示?？偫锍逃嫈?shù)器的工作過程為：智能控制盒利用車速傳感器提供的信號計算車輛使用以來累計的行駛里程，再將此數(shù)值按 VAN協(xié)議進(jìn)行編碼并傳送給組合儀表。 ? 本章小結(jié) ? 車載網(wǎng)絡(luò)使計算機(jī)技術(shù)融入整個汽車系統(tǒng)之中，加速汽車智能化的發(fā)展，可最大限度地提高系統(tǒng)的整體效率，車載網(wǎng)絡(luò)作為一種局域網(wǎng)，其數(shù)據(jù)傳輸速度一般在 105 Kb/s范圍內(nèi)，傳輸距離在250?m范圍內(nèi)。 ? 目前汽車上使用的大多數(shù)鏈路都是有線網(wǎng)絡(luò)，通常用于局域網(wǎng)的傳輸媒體有：雙絞線、同軸電纜和光纖。一幀數(shù)據(jù)內(nèi)應(yīng)包括同步信號、錯誤控制、流量控制、控制信息、數(shù)據(jù)信息、尋址信息等。 當(dāng)出現(xiàn)數(shù)個使用者同時申請利用總線發(fā)送信息時，傳輸仲裁是用于避免發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的機(jī)構(gòu)。 ? 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由多個控制單元組成，這些控制單元通過收發(fā)器并聯(lián)在總線導(dǎo)線上，控制單元的地位均相同，信息交換