汽車can總線設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）.doc
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汽車can總線設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）,摘要伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微型控制器進(jìn)入汽車控制領(lǐng)域后，汽車的電子設(shè)備不斷的增加，傳統(tǒng)的線束布線方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，汽車局域網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。本文所提出的基于汽車can總線的汽車控制系統(tǒng)，其主要目的就是簡化現(xiàn)代汽車上日益復(fù)雜的電子控制設(shè)備之間的連線。本文的研究，可以作為我國自主研究開...
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摘要
伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微型控制器進(jìn)入汽車控制領(lǐng)域后，汽車的電子設(shè)備不斷的增加，傳統(tǒng)的線束布線方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，汽車局域網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
本文所提出的基于汽車CAN總線的汽車控制系統(tǒng)，其主要目的就是簡化現(xiàn)代汽車上日益復(fù)雜的電子控制設(shè)備之間的連線。本文的研究，可以作為我國自主研究開發(fā)汽車局域網(wǎng)的有益探索，對我國實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)汽車信息化具有一定的指導(dǎo)意義。
本文首先介紹了國內(nèi)外汽車局域網(wǎng)CAN總線的發(fā)展現(xiàn)狀，并對其協(xié)議進(jìn)行了深入的研究和分析。然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)想了一條完整的車身控制網(wǎng)絡(luò)，它以CAN總線為主體網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對各個(gè)控制對象的通信，并設(shè)計(jì)了符合各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器要求的硬件電路。在硬件調(diào)試通過的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)的特點(diǎn)采用前后臺的軟件開發(fā)模式，用C語言編寫了所有的信號采集、通信和處理程序，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計(jì)。
隨著我國近年來汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)汽車行業(yè)與國際汽車行業(yè)的技術(shù)接軌，國家63計(jì)劃的硬性要求和汽車功能的日益增加，車身CAN總縣控制技術(shù)以其傳統(tǒng)技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性，必定將會有越來越大的市場要求。
關(guān)鍵詞：CAN總線、接點(diǎn)設(shè)計(jì)、MCP2510、AT89C51、TJA1050
ABSTRCT
With the rapid development of the computer technology、the communication technology and the integrate circuit technology,especially with the application of microcontroller in the automobile controlled field ,the traditional wiring harnesses can’t satisfy these requirments ,Then people begin paying their attentions to the automobile LAN.
In this paper ,the main function of the vehicle controlling system base on CAN-bus is to simplify the wiring which are use to connect more and More complicated electrical controller in modern vehicle.The research In this paper offers a useful method for our country to develop the automobile LAN independently ,and it is meaningful to realize the domestic network.
Firstly in this paper ,the development actuality of automobile LAN all over the world is introduced and research in this field of the CAN protocol is discussed in details.A vehicle body electric system based on the protocol is designed ,which has realized communication between all controldevices.The whole hardware circuits which accord with every node controller are designed along with all the others.Onthe basis of the hardware designs are debugged and passed , the software development mode of the before and after platform adopt to the systematic characteristic ,programmed the procedures which realized the gathering ,communication and dealing of all signals with C51 ,accomplished the software design of the whole network.
With the rapid development o the automobile market in recent years of our county,the technology integration of the domestic and international automobile trade ,the rigid request of nation 863 plan and increasing functions,the vehicle controlling technology based on CAN will be more and more inportent because of its obvious advantages.
Key words:CAN-bus、Node Design、MCP2510、AT89C51、TJA1050
目錄
摘要 1
ABSTRCT 2
目錄 III
緒論 V
1 汽車總線技術(shù)概述 7
1、1 汽車網(wǎng)絡(luò)分類 7
1、2 汽車CAN 總線技術(shù)特點(diǎn) 7
1、3 CAN 總線的分層結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議 9
1、3、1 CAN 的分層結(jié)構(gòu) 9
1、3、2 CAN 的通信協(xié)議 10
1、4 CAN 報(bào)文的幀結(jié)構(gòu) 11
1、5 CAN 總線的通信錯(cuò)誤及處理 15
1、5、1 CAN 總線的錯(cuò)誤類型 15
1、5、2 錯(cuò)誤檢測及處理 15
1、6 CAN 總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理及通信方式 17
1、6、1 CAN 總線系統(tǒng)的構(gòu)成 17
1、6、2 CAN 總線系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn) 17
1、6、3 CAN 總線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 18
1、6、4 CAN 總線系統(tǒng)的通信方式 19
1、7 本章小結(jié) 20
2 汽車CAN總線系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 21
2、1 汽車對通信網(wǎng)絡(luò)的需求 21
2、2 CAN總線器件的選型 23
2、2、1 單片機(jī)的選型 23
2、2、2 總線控制器的選型 24
2、2、3 總線收發(fā)器選型 25
2、2、4 其它選型 25
2、2、5 A/D轉(zhuǎn)換芯片選型 26
2、2、6 鎖存器選型 27
2、3 汽車CAN 總線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
2、4 本章小結(jié) 29
3 CAN總線接點(diǎn)模塊硬件設(shè)計(jì) 30
3、1 底層模塊節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 30
3、2 模塊電路原理圖 31
3、3 底層模塊電源設(shè)計(jì) 35
3、4 看門狗電路 36
3、5 模擬量轉(zhuǎn)換電路 37
3、6 脈沖量調(diào)理電路和光電隔離電路 38
3、7 硬件電路干擾分析和抗干擾設(shè)計(jì) 40
3、7、1 電磁干擾源及干擾機(jī)理分析 40
3、7、2 抗干擾設(shè)計(jì)—硬件電路的電磁兼容性設(shè)計(jì) 42
3、8 本章小結(jié) 43
4 CAN總線控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)通信描述 44
4、1 發(fā)動機(jī)電控節(jié)點(diǎn) 44
4、2 ABS防抱死系統(tǒng)電控節(jié)點(diǎn) 44
4、3 懸架系統(tǒng)電控節(jié)點(diǎn) 45
4、4 巡航控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn) 45
4、5 安全氣囊電控節(jié)點(diǎn) 46
4、6 變速器電控節(jié)點(diǎn) 46
5 CAN總線接點(diǎn)模塊軟件設(shè)計(jì) 48
5、1 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集程序 48
5、2 節(jié)點(diǎn)通信軟件設(shè)計(jì) 50
5、3 本章小節(jié) 58
6 總結(jié)與展望 59
6.1 主要研究工作及結(jié)論 59
6.2 后續(xù)研究工作的展望 60
參考文獻(xiàn) 61
致謝 62
伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微型控制器進(jìn)入汽車控制領(lǐng)域后，汽車的電子設(shè)備不斷的增加，傳統(tǒng)的線束布線方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，汽車局域網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
本文所提出的基于汽車CAN總線的汽車控制系統(tǒng)，其主要目的就是簡化現(xiàn)代汽車上日益復(fù)雜的電子控制設(shè)備之間的連線。本文的研究，可以作為我國自主研究開發(fā)汽車局域網(wǎng)的有益探索，對我國實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)汽車信息化具有一定的指導(dǎo)意義。
本文首先介紹了國內(nèi)外汽車局域網(wǎng)CAN總線的發(fā)展現(xiàn)狀，并對其協(xié)議進(jìn)行了深入的研究和分析。然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)想了一條完整的車身控制網(wǎng)絡(luò)，它以CAN總線為主體網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對各個(gè)控制對象的通信，并設(shè)計(jì)了符合各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器要求的硬件電路。在硬件調(diào)試通過的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)的特點(diǎn)采用前后臺的軟件開發(fā)模式，用C語言編寫了所有的信號采集、通信和處理程序，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計(jì)。
隨著我國近年來汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)汽車行業(yè)與國際汽車行業(yè)的技術(shù)接軌，國家63計(jì)劃的硬性要求和汽車功能的日益增加，車身CAN總縣控制技術(shù)以其傳統(tǒng)技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性，必定將會有越來越大的市場要求。
關(guān)鍵詞：CAN總線、接點(diǎn)設(shè)計(jì)、MCP2510、AT89C51、TJA1050
ABSTRCT
With the rapid development of the computer technology、the communication technology and the integrate circuit technology,especially with the application of microcontroller in the automobile controlled field ,the traditional wiring harnesses can’t satisfy these requirments ,Then people begin paying their attentions to the automobile LAN.
In this paper ,the main function of the vehicle controlling system base on CAN-bus is to simplify the wiring which are use to connect more and More complicated electrical controller in modern vehicle.The research In this paper offers a useful method for our country to develop the automobile LAN independently ,and it is meaningful to realize the domestic network.
Firstly in this paper ,the development actuality of automobile LAN all over the world is introduced and research in this field of the CAN protocol is discussed in details.A vehicle body electric system based on the protocol is designed ,which has realized communication between all controldevices.The whole hardware circuits which accord with every node controller are designed along with all the others.Onthe basis of the hardware designs are debugged and passed , the software development mode of the before and after platform adopt to the systematic characteristic ,programmed the procedures which realized the gathering ,communication and dealing of all signals with C51 ,accomplished the software design of the whole network.
With the rapid development o the automobile market in recent years of our county,the technology integration of the domestic and international automobile trade ,the rigid request of nation 863 plan and increasing functions,the vehicle controlling technology based on CAN will be more and more inportent because of its obvious advantages.
Key words:CAN-bus、Node Design、MCP2510、AT89C51、TJA1050
目錄
摘要 1
ABSTRCT 2
目錄 III
緒論 V
1 汽車總線技術(shù)概述 7
1、1 汽車網(wǎng)絡(luò)分類 7
1、2 汽車CAN 總線技術(shù)特點(diǎn) 7
1、3 CAN 總線的分層結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議 9
1、3、1 CAN 的分層結(jié)構(gòu) 9
1、3、2 CAN 的通信協(xié)議 10
1、4 CAN 報(bào)文的幀結(jié)構(gòu) 11
1、5 CAN 總線的通信錯(cuò)誤及處理 15
1、5、1 CAN 總線的錯(cuò)誤類型 15
1、5、2 錯(cuò)誤檢測及處理 15
1、6 CAN 總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理及通信方式 17
1、6、1 CAN 總線系統(tǒng)的構(gòu)成 17
1、6、2 CAN 總線系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn) 17
1、6、3 CAN 總線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 18
1、6、4 CAN 總線系統(tǒng)的通信方式 19
1、7 本章小結(jié) 20
2 汽車CAN總線系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 21
2、1 汽車對通信網(wǎng)絡(luò)的需求 21
2、2 CAN總線器件的選型 23
2、2、1 單片機(jī)的選型 23
2、2、2 總線控制器的選型 24
2、2、3 總線收發(fā)器選型 25
2、2、4 其它選型 25
2、2、5 A/D轉(zhuǎn)換芯片選型 26
2、2、6 鎖存器選型 27
2、3 汽車CAN 總線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
2、4 本章小結(jié) 29
3 CAN總線接點(diǎn)模塊硬件設(shè)計(jì) 30
3、1 底層模塊節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 30
3、2 模塊電路原理圖 31
3、3 底層模塊電源設(shè)計(jì) 35
3、4 看門狗電路 36
3、5 模擬量轉(zhuǎn)換電路 37
3、6 脈沖量調(diào)理電路和光電隔離電路 38
3、7 硬件電路干擾分析和抗干擾設(shè)計(jì) 40
3、7、1 電磁干擾源及干擾機(jī)理分析 40
3、7、2 抗干擾設(shè)計(jì)—硬件電路的電磁兼容性設(shè)計(jì) 42
3、8 本章小結(jié) 43
4 CAN總線控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)通信描述 44
4、1 發(fā)動機(jī)電控節(jié)點(diǎn) 44
4、2 ABS防抱死系統(tǒng)電控節(jié)點(diǎn) 44
4、3 懸架系統(tǒng)電控節(jié)點(diǎn) 45
4、4 巡航控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn) 45
4、5 安全氣囊電控節(jié)點(diǎn) 46
4、6 變速器電控節(jié)點(diǎn) 46
5 CAN總線接點(diǎn)模塊軟件設(shè)計(jì) 48
5、1 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集程序 48
5、2 節(jié)點(diǎn)通信軟件設(shè)計(jì) 50
5、3 本章小節(jié) 58
6 總結(jié)與展望 59
6.1 主要研究工作及結(jié)論 59
6.2 后續(xù)研究工作的展望 60
參考文獻(xiàn) 61
致謝 62
