基于單片機(jī)的某車型can總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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1、基于單片機(jī)的某車型基于單片機(jī)的某車型CAN總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)類別:?jiǎn)纹瑱C(jī)DSP閱讀:2440摘要:簡(jiǎn)要介紹了AT90CAN28的功能特點(diǎn),講述了AT90CAN128中CAN控制器的原理及使用方法,針對(duì)所設(shè)計(jì)車型CAN總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成特點(diǎn),制定了通信協(xié)議,并以聯(lián)合制動(dòng)單元為具體實(shí)例,對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的描述,使讀者能更加深刻地體會(huì)到這款單片機(jī)的特別之處。關(guān)鍵詞:AT90CAN128;單片機(jī);CAN總線;聯(lián)合制動(dòng);通訊協(xié)議引言現(xiàn)

2、場(chǎng)總線技術(shù)[1]是目前自動(dòng)化控制領(lǐng)域發(fā)展比較迅速的一門(mén)技術(shù),其中CAN(ControllerAreawk)總線[2]是在國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。近幾年隨著汽車電子行業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)代汽車中CAN總線已經(jīng)成為必須采用的裝置之一。本文以ATMEL公司新近生產(chǎn)的一款內(nèi)置CAN控制器的單片機(jī)——AT90CAN128為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一款車載CAN總線系統(tǒng),通過(guò)CAN智能測(cè)控儀表對(duì)車中部分單元參數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,使各單元之間協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外,傳輸線

3、束大大簡(jiǎn)化,可靠性得到了極大的提高,有效節(jié)約了線束安裝空間和系統(tǒng)成本。1AT90CAN128特性概述11基本特性AT90CAN128[3]是基于AVRRISC結(jié)構(gòu)的8位低功耗CMOS微處理器,它采用了先進(jìn)的指令集以及單周期指令執(zhí)行時(shí)間,其數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPSMHz,其內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。所有寄存器都直接與ALU相連接。通過(guò)將8位RISCCPU與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash集成在一個(gè)芯片內(nèi),為許多嵌入式控制應(yīng)用提供

4、了靈活而低成本的方案。12內(nèi)置CAN控制器概述AT90CAN128內(nèi)置有完全符合CAN2.0A和2.0B標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的CAN控制器。采用MOb(消息對(duì)象)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,共有15個(gè)MOb,它們具有相同的屬性:有11位標(biāo)識(shí)符(2.0A協(xié)議),也可擴(kuò)展至29位(2.0B議);8位數(shù)據(jù)緩沖(靜態(tài)分配);Tx,Rx幀緩沖或自動(dòng)響應(yīng)配置;時(shí)間標(biāo)識(shí)。CAN控制器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1、CAN控制器結(jié)構(gòu)MOb是一個(gè)CAN消息幀的描述符。它包括處

5、理一個(gè)CAN消息幀的所有信息。這意味著一個(gè)MOb可以看成一個(gè)對(duì)象,來(lái)描述一條CAN消息。MOb的數(shù)目是從0到14。它們相互獨(dú)立,但在多重比較的時(shí)候,低位的MOb會(huì)獲得優(yōu)先權(quán)。每個(gè)MOb都被安置在一個(gè)頁(yè)中來(lái)保存。頁(yè)的序號(hào)就是MOb的序號(hào)。2車載CAN總線控制系統(tǒng)[4]的設(shè)計(jì)由于對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高,所以采用高速CAN總線,信息傳輸速度為500kbps,連接的主要對(duì)象有:駕駛員計(jì)算機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速器、安全氣囊、儀表信號(hào)采集系統(tǒng)、聯(lián)合制動(dòng)系

6、統(tǒng)等。由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)作用不同,所以在硬件搭建和軟件設(shè)計(jì)以及通信協(xié)議的制定上都采用了相應(yīng)的方案。下面以聯(lián)合制動(dòng)單元為例,做具體分析。聯(lián)合制動(dòng)單元接收由駕駛員計(jì)算機(jī)終端發(fā)送的CAN總線消息命令,根據(jù)對(duì)液力制動(dòng)扭矩、機(jī)械制動(dòng)扭矩、合成扭矩等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的狀態(tài),經(jīng)過(guò)電液控制算法計(jì)算,實(shí)現(xiàn)前驅(qū)、后驅(qū)制動(dòng)控制。對(duì)正常制動(dòng)回路油位、緊急制動(dòng)回路油位的報(bào)警等信息,通過(guò)CAN總線反饋給駕駛員計(jì)算機(jī)終端。21聯(lián)合制動(dòng)單元硬件電路組成以AT90CAN128單片

7、機(jī)voidCAN_TX_INTER(void)發(fā)送中斷子程序If((CANSTMOB清TXOK位CANCDMOB=0x12停止發(fā)送233消息的接收部分消息的接收同樣采用中斷方式實(shí)現(xiàn)。先設(shè)置CANPAGE寄存器來(lái)指定接收的頁(yè)數(shù),隨后由CANCDMOB寄存器來(lái)控制接收動(dòng)作,當(dāng)有消息到達(dá)時(shí),將觸發(fā)CANSTMOB中的RXOK中斷,消息中的數(shù)據(jù)將被裝載到CANMSG寄存器中。下面以協(xié)議中的“接收聯(lián)合制動(dòng)單元狀態(tài)信息”為例,給出了接收程序:voi

8、dCAN_RX(void)CANPAGE=RX_PAGE指定此消息的MOb頁(yè)(寄存器中的高4位)CANCDMOB=0x97接收狀態(tài),IDE位為1表示擴(kuò)展幀,數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼為7voidCAN_RX_INTER(void)接收中斷子程序If((CANSTMOB清RXOKF(i=0i7i)MObData[RX_PAGE][i]=CANMSG裝載數(shù)據(jù)4結(jié)束語(yǔ)與目前同類型的單片機(jī)相比較,AT90CAN128在數(shù)據(jù)采集、PWM(快速PWM模式)等設(shè)計(jì)

9、中都有其明顯的優(yōu)勢(shì),特別是內(nèi)置了CAN控制器,這讓它在現(xiàn)代自控領(lǐng)域的發(fā)展前景十分樂(lè)觀。通過(guò)實(shí)踐證明,該車載CAN總線系統(tǒng)運(yùn)行良好,完全可以達(dá)到預(yù)期的功能。本文作者創(chuàng)新點(diǎn):本文由于采用了AT90CAN128單片機(jī),使得該CAN總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的CAN總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路有所不同,內(nèi)置CAN控制器可大大降低設(shè)備成本、簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)、通信效率加強(qiáng)、提高了安全性以及可靠性。軟件設(shè)計(jì)上可通過(guò)對(duì)MOb的配置,實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列的設(shè)定,這種方法更加的靈活

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