CAN總線通訊系統(tǒng)的軟硬件設計和開發(fā).pdf

1、二十世紀九十年代以來，全球性的石油危機以及大氣污染使汽車的節(jié)能與環(huán)保性能日益得到重視。電動汽車(Electric Vehicles，EV)是取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車、滿足零排放的最佳選擇。由于近年來汽車上的微控制器應用越來越多，如果用傳統(tǒng)的信號線連接方式來連接各個控制器，不但會使控制器的引腳過多、控制器設計變得非常復雜，而且也會使得連接導線變得非常冗長，使可靠性大大降低。而采用CAN總線則能使連接線大大縮短，如某型汽車使用CAN以后可使連線由

2、原來的500米縮短為50米。因此，國家863對電動車項目做出了硬性要求，規(guī)定所有的電動車項目都必須使用CAN總線，以此為契機，縮短我國汽車行業(yè)與發(fā)達國家的距離。 本文所研究的課題來源于國家863電動汽車重大專項：純電動轎車整車(上海交大與奇瑞汽車公司)和混合動力轎車(東風汽車公司)兩個項目。按照項目的要求，主要研究車用CAN總線各個節(jié)點的軟硬件設計和應用層協(xié)議的制定，使電動轎車的各個電控單元(ECU)能夠通過CAN總線交換信息、

3、協(xié)調(diào)工作。 本文主要研究了CAN總線在工業(yè)控制系統(tǒng)，尤其是在車輛系統(tǒng)中的設計和應用方法，并針對電動汽車這一應用對象，深入的研究了CAN總線的協(xié)議、硬件構成、應用層協(xié)議的制定、軟件設計、基于CAN總線的數(shù)據(jù)檢測和ECU標定等內(nèi)容。由于CAN總線在汽車上的應用在我國處于剛剛起步的階段，因此上述研究大多是自主開發(fā)和研究的，特別是通過CAN總線對ECU進行的標定研究(采用CCP協(xié)議)，在國內(nèi)處于較為領先的地位。 全文共由七章

4、構成，首先，在第一章和第二章介紹并討論了CAN總線在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、CAN通信協(xié)議以及相關CAN標準等內(nèi)容。 在第三章著重研究了CAN通信接口的組成和通用硬件接口的設計方法，研究開發(fā)了電動汽車的主要：ECU節(jié)點的模擬仿真系統(tǒng)和主要的。ECU節(jié)點模塊。 在第四章介紹了電動汽車主要部件的信號類型；制定了車用CAN應用層協(xié)議；論述了信號的匯總方法和CAN數(shù)據(jù)幀的制定方法。 在第五章根據(jù)CAN協(xié)議的規(guī)定，結(jié)合具

5、體CAN控制器的結(jié)構，設計了CAN總線位速率的計算方法，同時設計了CAN控制軟件和主要的四種處理器(主控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng)ECU、汽車儀表ECU)的控制軟件，并在動力總成控制器上設計了基于CAN總線的ECU標定軟件的固件(Firmware)和應用接口。 在第六章，介紹了運行在PC上的檢測和標定工具——Vector CANape和CANoe等軟件，著重討論了基于CAN總線的標定協(xié)議——CCP以及CANape。在基于MC