基于CAN总线的数据采集模块设计.pdf

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1、研究与基子CAN总线的数据采集模块设计魏建军(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州510640)已越来越多的应用于整车电气设计。利用整车CAN总线提供的数据平台开发出一种便利的在线数据采集摸能验证提供了便利、可靠的数据平台。块；CAN总线；LPC2136单片机中圈分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-9492(2010)08—0097—03l前言示模块、车身控制模块、空调控制模块、音响导航模块、胎压检测模块等车身电子、显示、娱乐相关的电子控制器随着汽车产业的发展。CAN总线技术_1]已越来越多的应用于整车电气设

2、计，这不仅为优化车辆功能，降低整一般安置于低速CAN网络；高速CAN网络与低速CAN网车成本创造了优越的条件，更为车辆匹配、功能验证提供络之间的数据传递通过网关进行[21。由于这种设计方式可通过CAN总线获得整车各主要了便利、充足的数据平台。本文介绍了一种基于CAN总线技术的数据采集模块设计。希望可以对从事相关领域研部件工作的即时数据，这些数据对车辆匹配、功能验证至关重要。以发动机和自动变速器(AT)的匹配为例，变速究的技术人员有所助益。箱在换挡时需要发动机降低扭矩输出以减少换挡冲击。可目前应用于车辆的电子模块数量越来越多，总线架构通过

3、CAN总线将变速箱模块发出的目标扭矩，发动机模也日趋复杂，一般包括了高速CAN网络，低速CAN网络块发出的当前扭矩、发动机转速、节气门开度、点火提前等以应对不同功能模块的需求。典型的网络架构如图1所角，以及车辆加速度等信息采集下来，用作分析、优化换示。挡质量的依据。由图1所示可知，发动机模块、变速箱模块、制动控制模块、电控助力转向、电控四驱模块等动力传动系及制2数据采集模块的实现方式动相关的电子控制器一般安置于高速CAN网络；仪表显对CAN总线上数据车辆数据的采集，可通过一个CAN转RS一232的转换电路，将CAN总线信号转换成232信

4、号．通过PC应用程序的设计，对数据进行保存处理。这样需要随车配置PC机、逆变器、相关线束进行数据的存储和处理，便利性一般。如将CAN总线上的信号转换后，将其转存到一种存贮介质中。将提高数据存储的便利性。本文以SD(SecureDigitalMemoryCard)卡作为存储介图l典型车辆CAN总线架构质，首先通过转换电路将CAN收稿日期：2OlO一06—26『II97ll．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．j【．，．．．．．．．．．．．．I．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

5、．．．．．．．．．．．_J信号转换为RS一232信号，之后通过SPI总线将转换数据存储于SD卡。这种方式提高了数据采集的便利性。同时80C51初始化、串口初始化SJA1000初始化也为PC机介入预留了数据接口，同时在芯片选择上亦比较自由(大部分芯片都集成了SPI总线模块)，详细如图2中断接收CAN数据’对接收到的数据打包所示。开串口中断向232发送开外部中断INT0是否CAN接收r”断足等待接收CAN_fJ断图4信号转换器软件设计流程图2数据采集系统结构图3CAN一232信号转换器的软硬件设计绍的是以LPC2136单片机为主控芯片[3-

6、4]，其硬件连接如图5所示。转换器可采用成本较低的80C51单片机、SJA1000其中Po．8作为SD卡的片选线、P0，4为SPI接口的(CAN通信控制器)和PCA82C251(CAN收发器)作为SCK串行时钟线、P0．6为SPI总线的MOSI(MasterOut80C5lSlaveIn)主出从人接口、SJA1000PCAB2C5lP0■AD0．AD7P0．5为SPI总线的MIS0MAX232TXD——比——TXO(MasterInSlaveOut)主人RINTIN●l一TXDWD——WDl乜隔CANH从出接口。在SPI模式下，TloU

7、TRE—R【]RXD●—一离●—一RXDRlOUf—RXD信号线DAT1和DAT2没有被INT0CANL用到，分别接下拉电阻。卡T0'2S的供电型式采用可控方式．P27电路中采用P型MOS管控制图3CAN—RS232转换器硬件设计简图电源供给．当Po．9输出高电是＼平时，MOS管关断。不给卡CAN通信的硬件组成，负责采集CAN总线上的数据；同供电；当P0．9输出低电平时，MOS管开通，给卡供电。时采用MAX232芯片作为232信号的电平转换芯片。信号此外通过对P0．1O引脚和P0．11引脚的检测。可以判转换器的硬件设计简图如图3所示。该

8、转换器通过对sJA1oo0验收滤波的设置．可以对CAN总线上的数据进行采集过滤．单片机从CAN网络上接收到相关节点的数据后．按照节点的ID号作数据打包处理．然后通过232串口向外发送。程序设计主要包括SJA