李如意总线作业

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1、河南机电高等专科学校《汽车单片机与局域网技术》课程学习扌艮告专业班级：汽车检测与维修技术101班姓名：李如意学号：101602135成绩：扌旨导老师：张士磊2012年6月13EJ汽车总线系统的研究与发展一.引言随着现代汽车的口益发展，汽车电子设备不断增加，进而带來汽车综合控制系统中人量的控制信号需实吋交换的问题,传统线束已远远不能满足这种要求，汽车局域网应运而生。本文简要介绍了国内外汽车局域网CAN总线的发展现状。并详尽地对在当今国际汽车业屮应用最广的CAN总线的原理和应用进行了研究、吸收。口前我国大客车的发动机人都是后置的，发动机各数据采集后，分别通过不同的信号线将数据传送

2、给前端仪表显示单元，不易布置，可靠性差，成本高、且不易维护。针对上述现状，木文提出方案:通过汽车局域网CAN总线将发动机数据釆集单元和汽;车仪表显示单元相连，只用两根信号线就可以实现以上数据的传输，使得传输线束大大简化，可靠性得到了极大的提高，有效节约了线束安装空间和系统成本。本文对该系统的硕件及软件实现都进行了详细的论述，可以作为我国自主开发汽车局域网的有益探索，对我国实现国产汽车信息化具有一定的指导意义。1.1现代汽车往往使用大量电子设备来控制其正常行驶。当执行一个较复杂的控制时，需耍在设备Z间进行大量的数据交换。当控制系统变得复杂时，交换数据的信号线连接将变得更复朵，同

3、时费用将提高。对于一般控制，设备间连锁可以通过串行网络完成。因此,BOSCH公司开发了CAN总线(Control1erAreaNetwork),并已取得国际标准化组织认证(IS011898),其总线结构可参照ISO/OSI参考模型。同时，国际上一些大的半导休厂商也积极开发岀支持CAN总线的专用芯片。通过CAN总线，传感器、控制器和执行器由串行数据线连接起来。它不仅仅是将电缆按树形结构连接起来，其通信协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层，网络可根据协议探测和纠正数据传输过程中因屯磁于扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较容易，允许任何站之间直接进行通信,而无需将所有

4、数据全部汇总到主计算机后再行处理。二、CAN在国外的发展对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似Z处，即较低的成木、较高的实时处理能力和在恶劣的强屯磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAX总线系统;美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN总线;美国一些金业［2将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时，由于CAN总线可以提供较高的安全性，因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。三、CAN的工作原理当CAN总线上的一个节点（站）发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的1

5、1位字符为标识符，定义了报文的优先级,这种报文格式称为而向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能冇两个站发送具冇相同标识符的报文。当几个站同吋竞争总线读取吋,这种配置十分重要。CAN总线的报文发送和接收参见图lo当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将耍发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片，并处丁•准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。由于CAN总线是一种面向内容的编址方

6、案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线屮加进一些新站而无需在硕件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理廿的地址。它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据吋,可由网上获得，而无须每个控制器都有自己独立的传感器。四、位仲裁要对数据进行实时处理，就必须将数据快速传送，这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时,要求快速地进行总线分配。实时处理通过网络交换的紧急数据有较大的不同。一个快速变化的物理量，如汽车引擎负载,将比类似汽车引擎温度这样相对变化较慢的物理量更频

7、繁地传送数据并要求更短的延时。CAX总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中，具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。如图2所示，当几个站同时发送报文时，站1的报文标识符为011111;站2的报文标识符为0100110;站3的报文标识符为0100111。所有标识符都有相同的两位01,直到第3位进行比较时，站1的报文被丢掉，因为它的第3位为高，而其它两个站的报文第3位为低。站2和站3报文的4、5、6位