面向can 总线技术的汽车ecu 开发与设计

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1、面向CAN总线技术的汽车ECU开发与设计【关键词】CAN总线技术汽车ECU设计近些年来，现代化电子技术与信息技术飞速发展，由ECU所控制的汽车部件量持续增多，如DEFI、EGR、ABS、ASR、TRC等等。各种传感器、集成电路、芯片等的应用，极大地提升了汽车的经济性、动力性、舒适性、安全性，但也带来了诸多问题，例如，电子设备的应用导致车身布线日趋复杂、维修难度持续增大，运行可靠性不断降低，导致布线系统越来越庞大。不仅如此，DEFI、EGR等系统对于控制信息的要求不断提升，需实现各种数据的共享，加之各子系统对于实时性等要求存在差异性，因而传统线缆已无法满足系统要求。结合此类问题，各大汽车公司

2、开始采用CAN总线技术。1CAN总线技术优势相比普通的通信总线，CAN总线数据通信的优势突出：（1）性价比高。购置器件方便，设计简单，节点成本较低，且在开发环节中，可充分运用单片机技术进行工具开发；（2）CAN总线是唯一一个拥有国际标准的现场总线；（3）多方式工作，X络任一节点即可主动向X络其他节点进行信息发送，无主从之分，具有灵活的通信方式，不需要站地址等多方面节点信息；（4）X络节点信息具有不同的优先级，能够满足各种实时性要求，对于高优先级数据而言，可在134μs内得到有效传输；（5）采用的是无破坏性的总线仲裁技术，如果存在多节点同时发送数据时，对于优先级较低的节点而言，会主动退出，具

3、有较高优先级的节点继续进行数据传输；文/孙烨CAN总线技术由于其良好的性能、可靠性与独特的设计，因而越来越受关注。如今，国外已经有很多汽车公司采用该技术进行ECU设计，极大地发挥了CAN总线技术的优势，但我国在该领域的开发和研究仍处于初级阶段。鉴于此，本文结合CAN总线技术特点，就面向CAN总线技术的汽车ECU进行了开发与设计，以促进汽车技术水平的提升。摘要（6）仅仅依靠报文滤波就能完成一点对多点、点对点和全局广播等多种方式的数据传送和接收，省去“调度”环节；（7）使用短帧结构，靠干扰性强、检错效果佳且传输时间短，超低的数据出错率。2面向CAN总线技术的汽车ECU设计本文所开发面向CAN技

4、术的汽车ECU，最为常见的方式是利用单片机、CAN控制器的有机结合，利用8051单片机、CAN控制芯片的组合实现。本文所采用的是内嵌式CAN控制器AVR单片机，对CAN节点进行了开发。2.1CAN总线X络的构建作为一种串行通信总线，CAN总线技术的通信速率高达1Mbps，并成为一项国际标准。CAN总线技术确保了任一节点所传输信息都不会包含节点所传送或接收的地址，而且信息的内容在一个ID上加以唯一标记，其他节点收到该信息之后，各节点都需要对该标识符加以测试，以便对信息内容是否相关加以判断，若相关，则加以接收、处理，否则将被忽略。该技术在汽车ECU开发中有广泛应用，总控模块可以对所需信息加以接

5、收，实现汽车总成间数据的有效交换。借助于该技术，对汽车信息传输X络加以组建，并将CAN总线技术成功集成在总成之上。就诸如高压共轨发动机、ABS系统、自动变速器等系统，只需要借助于ECU，对其CAN总线协议进行读取，就实现了数据信息的交换。就其他总成而言，需要通过汽车ECU的开发、设计，对各传感器数据加以采集，借助于CAN接口，对总线广播式进行信息发送，实现信息的交换。2.2硬件的设计就硬件设计而言，本文主要采用的是A/D转换器，对传感器所发来的电压信号加以采集，获取水温、振动、位置、油压、气压等一系列信号，借助于定时器、计数器模块，对脉冲信号进行采集，鉴于AT90CAN128对CAN控制器

6、功能实现了集成化，因而利用CAN总线收发器，就能实现总线任务的接收、发送。CAN收发器所采用的是ATA6660芯片，作为CAN控制器、物理传输平台的接口。为了提高抗干扰能力，在芯片间设置了高速光耦芯片。本文所设计电路，包括如下三部分：单片机AT90CAN128、高速光耦、CAN收发器。单片机负责对传感器信息加以收集，并实现CAN控制器的初始化，对数据进行接收、发送。CANH、CANL和地间并联两个小电容，对高频干扰信号加以滤除。此外，两根CAN总线和地间还连接了防雷击管，对电路起到了一定的保护作用。2.3软件的设计汽车舒适系统的设计包含了车灯系统、车门系统和仪表盘间CAN总线的数据通讯，其

7、功能主要是完成节点间的互相控制。启动仪表盘上的钥匙门，会使仪表盘上的点火指示灯变亮，数据信息也会通过车灯系统和车门系统的ECU传输到总线，各个系统的电源指示灯也逐渐变亮，经过上述过程，汽车各个系统已经做好就绪准备，直等总线传出命令，继而做出命令指示动作。例如，开启汽车大灯时，仪表盘上的大灯指示灯变亮；打开汽车门，仪表盘上的车门指示灯变亮；打开双闪时，左右转向灯开始同时闪动；打开转向灯时，对应的转向灯变亮。2.4模拟实验本