基于單片機的某車型can總線系統(tǒng)設計

1、基于單片機的某車型基于單片機的某車型CAN總線系統(tǒng)設計總線系統(tǒng)設計類別：單片機DSP閱讀：2440摘要：簡要介紹了AT90CAN28的功能特點，講述了AT90CAN128中CAN控制器的原理及使用方法，針對所設計車型CAN總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成特點，制定了通信協(xié)議，并以聯(lián)合制動單元為具體實例，對其設計過程進行了詳細的描述，使讀者能更加深刻地體會到這款單片機的特別之處。關(guān)鍵詞：AT90CAN128；單片機；CAN總線；聯(lián)合制動；通訊協(xié)議引言現(xiàn)

2、場總線技術(shù)[1]是目前自動化控制領域發(fā)展比較迅速的一門技術(shù)，其中CAN（ControllerAreawk）總線[2]是在國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。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——AT90CAN128為基礎，設計了一款車載CAN總線系統(tǒng)，通過CAN智能測控儀表對車中部分單元參數(shù)量進行實時監(jiān)控，使各單元之間協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。另外，傳輸線

3、束大大簡化，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，它采用了先進的指令集以及單周期指令執(zhí)行時間，其數(shù)據(jù)吞吐率高達1MIPSMHz，其內(nèi)核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有寄存器都直接與ALU相連接。通過將8位RISCCPU與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash集成在一個芯片內(nèi)，為許多嵌入式控制應用提供

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標準協(xié)議的CAN控制器。采用MOb（消息對象）方式進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，共有15個MOb，它們具有相同的屬性：有11位標識符（2.0A協(xié)議），也可擴展至29位（2.0B議）；8位數(shù)據(jù)緩沖（靜態(tài)分配）；Tx，Rx幀緩沖或自動響應配置；時間標識。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CAN消息幀的描述符。它包括處

5、理一個CAN消息幀的所有信息。這意味著一個MOb可以看成一個對象，來描述一條CAN消息。MOb的數(shù)目是從0到14。它們相互獨立，但在多重比較的時候，低位的MOb會獲得優(yōu)先權(quán)。每個MOb都被安置在一個頁中來保存。頁的序號就是MOb的序號。2車載CAN總線控制系統(tǒng)[4]的設計由于對實時性要求比較高，所以采用高速CAN總線，信息傳輸速度為500kbps，連接的主要對象有：駕駛員計算機、發(fā)動機、自動變速器、安全氣囊、儀表信號采集系統(tǒng)、聯(lián)合制動系

6、統(tǒng)等。由于各個節(jié)點作用不同，所以在硬件搭建和軟件設計以及通信協(xié)議的制定上都采用了相應的方案。下面以聯(lián)合制動單元為例，做具體分析。聯(lián)合制動單元接收由駕駛員計算機終端發(fā)送的CAN總線消息命令，根據(jù)對液力制動扭矩、機械制動扭矩、合成扭矩等參數(shù)進行檢測的狀態(tài)，經(jīng)過電液控制算法計算，實現(xiàn)前驅(qū)、后驅(qū)制動控制。對正常制動回路油位、緊急制動回路油位的報警等信息，通過CAN總線反饋給駕駛員計算機終端。21聯(lián)合制動單元硬件電路組成以AT90CAN128單片

7、機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現(xiàn)。先設置CANPAGE寄存器來指定接收的頁數(shù)，隨后由CANCDMOB寄存器來控制接收動作，當有消息到達時，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（寄存器中的高4位）CANCDMOB=0x97接收狀態(tài)，IDE位為1表示擴展幀，數(shù)據(jù)長度代碼為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)束語與目前同類型的單片機相比較，AT90CAN128在數(shù)據(jù)采集、PWM（快速PWM模式）等設計

9、中都有其明顯的優(yōu)勢，特別是內(nèi)置了CAN控制器，這讓它在現(xiàn)代自控領域的發(fā)展前景十分樂觀。通過實踐證明，該車載CAN總線系統(tǒng)運行良好，完全可以達到預期的功能。本文作者創(chuàng)新點：本文由于采用了AT90CAN128單片機，使得該CAN總線系統(tǒng)的設計方法與傳統(tǒng)的CAN總線網(wǎng)絡設計思路有所不同，內(nèi)置CAN控制器可大大降低設備成本、簡化硬件結(jié)構(gòu)、通信效率加強、提高了安全性以及可靠性。軟件設計上可通過對MOb的配置，實現(xiàn)消息隊列的設定，這種方法更加的靈活