can总线通信研究与硬件设计学士学位论文

目次1 绪论 (1)2 CAN总线概述 (2)1.1 CAN总线的基本认识 (2)1.2 CAN通讯要遵循的原则 (3)3 CAN协议的解析 (5)2.1 CAN数据的数据结构 (5)2.2 CAN数据的ID解析 (5)4 Matlab程序功能说明 (8)4.1 数据文件导入子程序 (8)4.2 一维数组向二维数组转化子程序 (9)4.3 按列提取数据子程序 (10)4.4 图形绘制子程序 (10)4.5 图像保存子程序 (11)4.6 主程序简单介绍 (11)4.6.1 主程序中文件导入部分 (11)4.6.1 主程序中数据解析部分 (12)5 图形的绘制 (13)结论 (18)致谢 (18)参考文献 (20)英文摘要 (21)基于MATLAB的CAN通讯测试分析摘要：随着CAN总线在汽车通讯上的广泛应用。

通过相应的工具软件将试验数据从CAN 数据包里解析出来，进行相应的数据处理、分析，已经成为每个从事相关研究的工作人员所必备的能力。

本文结合本人年初参与的冬季试验，向大家介绍一下如何实现基于MATLAB的CAN通讯测试的分析，如何通过MATLAB程序将相关试验数据从数据包中解析出来，为评价相应的汽车性能提供可靠的数据。

关键词：CAN协议 MATLAB程序数据解析1 绪论对于汽车性能的研究，做试验、通过实试验数据对相关性能进行评价是最为精确，也是相对最为合理的研究方法。

由于汽车电控技术的不断发展以及汽车电器设备的逐步增多，鉴于CAN通讯总线快速、稳定的特点，国内外绝大多数汽车均已采用CAN 总线来实现各控制系统之间通讯。

因此要对汽车的相关性能进行分析，就要通过相应的工具，将相关数据从采集到CAN数据包中的解析出来。

近一步通过作图、分析，来评定汽车所要测试性能的优劣。

可以实现与CAN通讯的软件很多，一般的编程软件都可以。

但是鉴于MATLAB丰富的函数库和强大的数据处理功能，以及快速便捷的绘图功能，我们首选MATLAB作为我们的数据解析工具。

毕业设计（论文）-基于CAN总线的数据采集器的开发XX大学本科毕业论文（设计）（内封面）题目：基于CAN总线的数据采集器的开发学生姓名：XX学号：xx院（系）：电子科学与技术学院专业：自动化入学时间：2003 年10月导师姓名： xx 职称/学位：讲师导师所在单位： xx大学电子科学与技术学院DCS中基于CAN总线的现场数据采集控制器的开发摘要现场总线是自动化领域的计算机网络，是当今自动化领域技术发展的热点之一。

它以总线为纽带，将现场设备连接起来成为一个能够相互交换信息的控制网络。

CAN总线是目前最流行的现场总线技术之一，具有多主工作方式、传输速度快、距离远、自动解决总线竞争、纠错能力强等特点。

本论文中论述了CAN总线的基本原理与技术规范，讨论了CAN控制器的工作原理，分析了CAN通信系统的设计。

本论文是按照从CAN协议标准到实现CAN总线的工具再到如何实现CAN 总线的脉络逐步展开的。

其中，将CAN协议标准与CAN控制器相结合，是本论文的一大特色。

关键词：现场总线；控制器局域网（CAN）；分布式控制系统（DCS）Exploiting of Data Collect & Control System Based on CAN Bus in DCSAbstractFieldbus is a kind of computer network in automation field and it has been one of the hotspots of automation field’s technique development .Fieldbus connects the field equipments with a bus and makes it a network throught which informationcan be exchanged.CAN is one of the most popular Fieldbus at present.It has many adwantages such as multi_master,high transmission speed,long distance,automatic solving bus competition,strong correcting ability and so on.In the paper,the elements and specification of CAN bus is illustrated.Discussion is made on the working way of CAN controller.The design of CAN communication system is analyzed.The paper is illustrated gradually from CAN agreement to the tool of realizing CAN,then goes a step that how to realize CAN.Among them,associating the CAN agreement and the CAN controller,is a remarkable characteristic of the paper.Key word: fieldbus；controller area network(CAN)；distributed control system(DCS)目录第一章概述 (1)1.1 论文的特色 (1)1.2 CAN总线的研究及应用现状 (1)1.3 论文的主要工作与内容安排 (1)1.3.1 论文的主要工作 (1)1.3.2 论文的内容安排 (1)第二章CAN总线技术规范 (2)2.1 现场总线的相关知识 (2)2.1.1 现场总线的概念 (2)2.1.2 现场总线的主要特点 (2)2.1.3 现场总线的发展背景及趋势 (3)2.2 CAN总线的主要特点 (3)2.3 CAN总线的帧类型 (4)第三章CAN控制器SJA1000及总线收发器PCA82C250 (6)3.1 SJA1000简介 (6)3.1.1 SJA1000的主要特点 (6)3.1.2 SJA1000的硬件配置 (6)3.1.3 SJA1000的主要内部寄存器 (7)3.2 PCA82C250简介 (11)3.2.1 PCA82C250的主要特性 (11)3.2.2 PCA82C250的硬件配置 (11)3.2.3 PCA82C250的工作模式 (12)第四章CAN采集控制器的硬件设计 (12)4.1 运算放大器与AD转换器连接 (12)4.2 AD转换器与单片机的连接 (13)4.3 状态量的采集 (14)4.4 单片机与液晶显示器的连接 (14)4.5 单片机与CAN控制器的连接 (14)4.6 CAN模块地址的硬件设置及控制参数设置 (15) 4.7 CAN控制器与CAN总线收发器的连接 (16) 4.8 看门狗与单片机及CAN控制器的连接 (17) 4.9 CAN总线收发器与CAN总线的连接 (18)4.10 电源模块 (19)第五章CAN采集控制器的软件设计 (20)5.1 数据采集模块 (20)5.2 SJA1000的初始化模块 (20)5.3 SJA1000的报文发送模块 (21)5.4 SJA1000的报文接收模块 (22)总结 (24)主要参考文献 (25)附录A CAN总线节点电路原理图 (26)附录B CAN总线部分子程序清单 (27)致谢 (32)DCS中基于CAN总线的现场数据采集控制器的开发第一章概述1.1 论文的特色本论文从现场总线入手，引出CAN总线，再逐步的细化、具体，按照从协议标准到芯片器件，再到通信系统的思路，一层一层的深入，从理论到实践，从抽象到具象，步步为营。

上海交通大学硕士学位论文CAN总线通讯系统的软硬件设计和开发姓名：袁军申请学位级别：硕士专业：电子理论与新技术指导教师：贾学堂;唐厚君20030214５、６４Ｋ字节可在系统编程的ＦＬＡＳＨ存储器；６、４３５２（４０９６＋２５６）字节的片内ＲＡＭ；７、可寻址６４Ｋ字节地址空间的外部数据存储器接口；８、硬件实现的ＳＰＩ、ＳＭＢｕｓ／１２Ｃ和两个ＵＡＲＴ串行接口：９、５个通用的１６５定时器：１０、具有５个捕捉／ｌｚｌ：较模块的可编程计数器／定时器阵列；１ｌ、片内看门狗定时器、ＶＤＤ监视器和温度传感器；具有片内ＶＤＤ监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的Ｃ８０５１Ｆ０２０是真『Ｆ能独立工作的片上系统。

所有模拟和数字外设均可由用户固件配置为使能或禁止。

ＦＬＡＳＨ存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新８０５１固件。

片内ＪＴＡＧ调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品ＭＣＵ进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。

该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步运行和停机命令。

在使用ＪＴＡＧ调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。

每个Ｍｃｕ都可在工业温度范围（．４５至ｆＪ＋８５内）用２．７Ｖ．３．６ｖ的电压工作。

端１］Ｉ／０、／ＲＳＴ和ＪｒＩ’ＡＧ引脚都容许５Ｖ的输入信号电压，Ｃ８０５１Ｆ０２０为１００脚ＴＱＦＰ封装（见图３—８的框图）图３－８Ｃ８０５１Ｆ０２０的原理框图㈣９】Ｆｉ９３—８ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＣ８０５ＩＦ０２０ｆ１４、基于ＣＡＮ总线的ＤＳＰ系统硬件设计在电机控制器中，使用的是１１公司的ＤＳＰ—ＴＭＳ３２０Ｆ２４０７Ａ，因此，我们设计了基于ＣＡＮ总线的ＴＭＳ３２０Ｆ２４０７Ａ开发板，其系统结构框图如图３－９所示。

图３－９ＤＳＰ开发板结构框图Ｆｉ９３—９ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＤＳＰｄｅｖｅｌｏｐｂｏａｒｄ该开发板以ＬＦ２４０７ＡＤＳＰ控制器为核心，运行速度高达４０ＭＩＰＳ，一个指令周期仅为２５ｎｓ。

学号：姓名：班级：CAN总线原理及应用1.CAN总线CAN总线(Controller-Area-Network)是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，所以CAN总线是目前国际上应用最为广泛的开放式现场总线之一。

CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误。

CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、等领域。

2.CAN总线特点CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码以及采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。

主要的特点可以归纳如下：1).可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。

2).网络上的节点可分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求。

3).采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传送数据。

4).可以点对点，一点对多点及全局广播几种传送方式接收数据。

5).直接通信距离最远可达10km(速率4Kbps以下)。

6).通信速率最高可达1MB/s(此时距离最长40m)。

7).节点数最多可达110个，并且节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。

8).采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。

9).每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据错误率极低。

10).通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光纤，一般采用廉价的双绞线即可。

3.CAN总线原理当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它是以报文形式（编码过的通信数据块）广播给网络中所有节点的。

Can总线通信研究与硬件设计摘要CAN总线是控制器局域网总线(Controller Area Network)的简称。

属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，是国际上应用最广泛的现场总线之一，现已被应用到各个自动化控制系统中，从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN总线。

CAN总线是一种全双工通信的串行通信网络，属于现场总线的一种，它的数据通信功能强大，能够有效的支持分布式控制或实时控制系统。

相比与其它现场总线，CAN总线具有通信快、效率高、易实现、可靠性高等优势，现在已经在很多领域中都得到了应用。

本文重点就基于单片机的CAN总线通信设计的实现进行介绍,通过CAN控制器以及CAN收发器把串口发送来的数据转换成CAN通信的数据，然后又把数据转换成串口通信数据回发给计算机，实现数据的自发自收。

关键词CAN总线；通信；现场总线CAN bus communication research and hardware designAbstractCAN bus is the Controller LAN bus (Controller Area Network). Belongs to the category of the fieldbus, and is an effective support distributed control or real-time control of serial communication network. CAN bus is a main way of serial communication bus, is one of the most widely used field bus in the world, has now been applied to various automation control system, from the network to the low price of multiplex wiring CAN bus CAN be used. CAN bus is a full-duplex communication serial communication network, belongs to a kind of fieldbus, it has powerful data communication function, CAN effectively support distributed control or real-time control system. Compared with other field bus, CAN bus communication is fast, high efficiency, easy realize and high reliability advantages, now has been applied in many fields. This paper is based on single chip microcomputer, introduces the implementation of the CAN bus communication design through the CAN controller and CAN transceiver to a serial port to send data into the CAN communication data, and then send data into the serial communications data back to the computer, realizing data of spontaneous.Key words CAN bus ; Communication ; The fieldbus目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论 (1)一、课题背景 (1)二、选题目的 (1)三、选题意义 (1)第二章单片机简介 (1)一、单片机最小系统 (1)（一）晶体振荡器电路 (3)（二）复位电路 (4)（三） Max232接口电路 (5)第三章 CAN总线介绍 (8)一、 CAN总线基本概念 (8)二、 CAN总线的发展概况 (9)三、 CAN总线协议 (11)第四章硬件设计原理及方案 (14)一、硬件设计原理 (14)（一）、微控制器STC89C52RC简介 (14)（二）、单片机最小系统 (15)（三）、 CEPARK MCP2515 (16)第五章硬件设计方案 (20)一、硬件总体设计 (20)二、用Pico示波器进行can总线解码分析 (20)（一） can总线上传输的电平特点 (21)（二）解码设置 (21)（三）从picoscop6中设置解码数据 (21)第六章结果分析 (23)一、 STC单片机ISP控制软件进行实际操作演示 (23)二、单片机与can总线的连接。

CAN总线接口电路的硬件设计首先，CAN总线接口电路的设计需要考虑以下几个方面：电气特性、线路传输、保护电路以及电源设计。

1. 电气特性设计：CAN总线通信的电气特性主要包括传输速率、传输距离和传输噪声等。

根据CAN总线的规范，通信速率可分为几个常用的速率，如1Mbps、500Kbps、250Kbps等。

在设计CAN总线接口电路时，需要选择与所应用的CAN总线通信速率相匹配的晶振，并根据晶振选择合适的分频比。

此外，CAN总线的传输距离较短，一般在40米以内，因此需要考虑信号的传输衰减和时序的稳定性。

传输噪声是CAN总线设计中的一个重要问题，为了减少噪声的干扰，可以采取屏蔽线路、独立地线、滤波电路等措施。

2.线路传输设计：CAN总线的传输线路一般是双绞线，这种线路能够减少电磁干扰，提高传输质量。

在设计CAN总线接口电路时，需要合理布局CAN总线线路，确保信号的稳定传输。

在布线过程中，需要避免与其他高干扰信号线路的交叉和并行，以减少电磁干扰的可能性。

对于长距离传输的CAN总线，还需要考虑电缆的衰减和传输质量，可以通过使用中继器来增强信号。

3.保护电路设计：CAN总线接口电路需要设计合适的保护电路，以防止过压、过流、过热等故障对电路和设备的损坏。

常见的保护电路有瞬态电压抑制器（TVS）、过流保护电路和热敏电阻等。

瞬态电压抑制器可以抑制大功率瞬态电流，保护电路免受过压的影响；过流保护电路可监测和控制电流变化，确保电路不会因过大的电流而损坏；热敏电阻可用于监测电路的温度，并在温度超过预设值时触发保护机制。

4.电源设计：CAN总线接口电路的电源设计需要考虑电源稳定性和滤波。

稳定的电源可以提供稳定的工作环境，减少因电源波动而产生的故障。

滤波电路可以滤除电源中的噪声，提高电源的质量。

通常情况下，CAN总线接口电路需要提供3.3V或5V的电源供电，可以使用稳压器或开关电源等方式得到所需的电源电压。

总之，CAN总线接口电路的硬件设计需要考虑电气特性、线路传输、保护电路以及电源设计等方面的问题。

CAN总线电路设计论文(全文)1整体设计思路通过参考成熟的CAN/LIN总线设计电路，经过基础测试及单元电路测试，应用电路设计软件Alti-umDesigner10．0设计了电路原理图，如图1所示．本设计采用SiliconLaboratories 公司生产的汽车级控制芯片C8051F500Q作为整个硬件系统核心控制芯片;恩智浦半导体(NXP)公司生产的TJA1040、TJA1020收发器分别作为控制局域XXCAN物理总线与协议控制器之间的硬件接口，LIN主机从机协议控制器和LIN传输媒体之间的接口;采用AT24C04作为存储扩展，并结合JTAG调试烧写电路和12V转5V转压电路共同构成一个独立完整的工作电路［3－4］．2中央控制器硬件电路中央控制电路如图2所示，由于数字电路的频率高、模拟电路的敏感度强的特点，针对通信信号线，高频的信号线要尽可能远离敏感的模拟电路器件，因此，本设计将模拟地与数字地进行隔离．C8051F500芯片内部提供了稳定的24M内部晶振，因而电路中未设置外部晶振电路．SiliconLabs公司C8051F500芯片内部集成博世CAN控制器，采用CAN协议进行串行通信．CAN控制器包含一个CAN核、控制寄存器、消息RAM及消息处理状态机．控制器符合博世2．0A基本CAN标准和2．0B 全功能CAN标准，方便在CANXX络上的通信．3电源电路设计采用了LM2937IMP－5．0的12V转5V转压芯片;为保护转压电路的安全性，防止回流，采用二极管N5817;输入及输出两端的电容起到稳定两端电压的作用．CAN/LIN总线接口芯片电路设计CAN总线接口电路如图4所示，其中P0口的P0．6和P0．7分别为CAN总线收发器TJA1040与主控制器C8051F500Q的发送接口和接收接口．TJA1040作为CAN物理总线和控制器之间的硬件接口，能提高对CAN总线的差动发送与差动接收能力［5］．LIN总线接口电路如图5所示，LIN总线通信需要12V外部供电，P1口的P1．0和P1．1分别作为LIN总线收发器TJA1020与主控制器C8051F500Q的发送接口和接收接口，P1．2作为LIN的启动引脚．TJA1020是LIN物理总线和主———从协议控制器之间的硬件接口，工作波特率在2．4kbits/s～20kbits/s之间．TXD管脚输入的发送数据通过LIN收发器转换成LIN总线信号，通过收发器控制转换速率与波形，这样能够减少EME．通过一个内部终端电阻LIN总线的输出管脚被拉成高电平．通过LIN总线的输入管脚，收发器检测到的数据流通过RXD管脚发送至微控制器［6－7］．4系统调试系统硬件调试主要部分包括:拥有完整系统的硬件电路板如图6(整体电路包括JTAG下载电路，12V转5V的电压转换电路，主控芯片外围基础电路，以及TJA1040和TJA1020接口转换电路);新华龙U－EC6下载调试器如图7;上位机的Keil软件烧录软件．将最小系统硬件电路板焊接完成，用万用表测试防止漏焊情况发生，将U－EC6下载调试器连接上位机和系统板JTAG接口，通过上位机的Keil软件下载最基础的LED灯闪烁例程测试系统板的下载功能以完成最基本电路测试，焊接测试完成两块基础电路板后，继续在这两块电路板上焊接CAN总线接口转换电路和芯片TJA1040及OLED接口电路，下载CAN总线测试程序通过OLED显示数据，测试CAN总线的收发性能，测试完成后继续焊接LIN总线接口转换电路及芯片TJA1020，下载LIN总线测试程序通过OLED显示数据，测试LIN总线的收发性能．至此，完成整个硬件电路的测试．5总结本设计在实验室条件下，能够满足汽车在运行中对各种控制指令与数据传输的要求，并且可以准确地检测控制过程中可能产生的故障．本设计可以根据不同用户要求，扩展CAN/LIN总线连接节点的数量，实现较完整的CAN/LIN通讯XX络．吉林师范大学信息技术学院通化市铁厂镇吉林农业大学。

机电工程学院毕业设计说明书设计题目：___________________________________________2012 年5 月21 日1 CAN总线介绍1.1 CAN总线的发展背景随着汽车产业的发展，需要一种更利于信息数据传输交换的通信协议。

汽车中的各种电子控制系统需要较高的技术支持，而随着汽车的发展，汽车是否安全、是否便利、成本是否低、是否舒适都已成为人们首要考虑的事情。

但是传统的汽车控制技术已不足以满足人们越来越高的要求，也已不适以汽车的发展方向。

20世纪80年代，德国Bosch公司着手研究用于汽车产业的新的通信协议及控制方法，并首先提出了CAN总线控制系统。

这一崭新的网络协议使得汽车产业得到了飞速的发展。

CAN总线最明显的特点是最大程度地减少了汽车控制系统中的线束的数量及长度，另外还大大提高了系统控制的可靠性和稳定性。

在没有CAN总线协议之前，一辆汽车中用于各种控制通信的线束的总长度达3公里之长，严重影响了汽车的通信速度和通信精度。

并且还使汽车的整体结构繁冗复杂，可靠性低，成本高，难以维护。

因此CAN总线的出现无疑具有重大的意义和作用。

作为一种新的网络通信协议，CAN总线不仅减少了汽车中线束的长度，还提高了汽车的整体性能，极大的促进了汽车产业的发展。

CAN总线刚被提出的时候，仅仅应用于汽车产业上，但CAN总线通信协议的性能和可靠性经过多年的检验，已被应用于越来越多的产业，比如航空、船舶、机床等产业设备方面。

仅仅二十多年的发展，CAN总线便已成为自动化领域技术的潮流。

CAN总线是串行通信网络。

传统运用的是基于R线构建分布式控制系统，这种传统的控制系统是基于通信节点的地址编码的，因此其结构复杂，直接导致系统的通信效率不高，并且控制的可靠性能低。

CAN总线通过每个网络节点进行数据通信，每个节点可以互相收发数据，CAN总线协议对通信数据编码，不对节点地址编码，使各个节点可以同时接收到相同的数据，大大增强了数据通信的实时控制及传输性能。

关于CAN总线通信系统的探究摘要：本文介绍了CAN总线的特点和通信方式，并初步设计了一个CAN总线通信系统，搭建了TMS320F2812的CAN通讯模块程序框架，为以后CAN总线在相关机器人领域的应用提供参考。

关键词：TMS320F2812，CAN控制模块，CAN总线引言：CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。

在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。

由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。

为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。

此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

1.CAN总线简介CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。

通信速率可达1MBPS。

CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。

采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由1 1位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。

数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。

基于多路模拟开关的CAN总线通信协议设计[摘要]以stm32107vc单片机为背景，以多路模拟开关为基础，以利用CAN总线较强的实时性，较远的传输距离，较强的电磁干扰能力，以及极低传送错误率的特点并添加多路模拟开关实时控制的优化功能用于各种生产现场为目的，详细介绍了CAN总线的特点和通信方式，并以此搭建了各节点间的通信。

详细介绍了CAN总线节点间通信的软件及协议设计，通过程序控制CAN收发器，配置接收中断以及过滤器，根据报文中的ID过滤不需要的信息，并向其他节点发送信息，通过CPU 的GPIO向模拟开关发送高低电平，来实现模拟开关在不同情况下打开或关闭通信线路，用来将整个CAN总线上连接的节点分划到各个小局域网中，控制总线上的数据流量，避免不必要的信息传播，减少CAN总线的负担，提高了效率。

[关键词] stm32107vc CAN总线过滤器多路模拟开关GPIOCAN BUS Communication Protocol Design Based On Multi-Channel Analog Switch[Abstract] Based on the stm32107vc single-chip microcomputer as the background,based on the multi-channel analog switch,to take advantage of the characteristics of CAN bus’s strong real-time, far transmission distance, strong ability of electromagnetic interference,and the very low transmission error rate, and add a optimization function of multi-channel analog switch control in real time, used for various production site for the purpose, introduced the CAN bus characteristics and communication way, and to set up the communication between each node. Introduced the CAN bus node communication between software and protocol design, through program control the CAN transceiver, configuration and receive interrupt filter, according to the message ID of the filter doesn't need to information, and send information to the other node, through the GPIO CPU to send high and low level to the analog switch, to achieve the analog switch on or off line in different circumstances, used to connect on the CAN bus node partition to the small local area network, control the data flow on the bus, avoid unnecessary information dissemination, reduce the burden of the CAN BUS, improved the efficiency.[Key Words] stm32107vc CAN BUS filter multi-channel analog switch GPIO引言 (IV)第一章绪论 (1)1.1 CAN总线 (1)1.1.1 CAN总线的概念 (1)1.1.2 CAN总线的应用 (1)1.1.3多路模拟开关 (1)1.2本文的主要工作——设计基于多路模拟开关的CAN总线通信协议 (1)第二章 CAN总线系统结构及特点 (2)2.1 CAN总线网络结构 (2)2.2 CAN总线系统结构 (2)2.3 CAN总线的特点 (4)第三章 CAN总线的通信方式 (6)3.1 CAN总线上的电平信号 (6)3.2 数据交换原理 (6)3.3 实时数据传送 (7)3.4 消息的帧格式（Frame format） (7)3.5 STM32的CAN总线接收与发送 (13)3.5.1 工作模式 (13)3.5.2 工作流程 (14)3.6 CAN总线的传输速率与传输距离 (17)第四章多路模拟开关 (18)4.1多路模拟开关的用途及构成 (18)4.2多路模拟开关的特点 (18)4.3 多路模拟开关的工作原理 (19)第五章多路模拟开关控制CAN总线通信设计 (20)5.1目的 (20)5.2电路设计 (20)5.3实验过程 (21)5.4软件实现 (21)5.4.1初始化配置 (22)5.4.2 收发实现 (24)5.4.3 主函数 (26)结论 (27)致谢语...................................................... 错误!未定义书签。

毕业论文（设计）评定成绩：题目CAN总线技术在汽车上的应用副标题性质：毕业论文学生姓名年级系别专业指导教师目录 (3) (4)、CAN总线技术的特点 (4)、CAN总线技术的优点 (5) (6) (6) (8)CAN总线故障形式 (9)CAN总线系统中终端电阻的检修 (9)用故障诊断仪器检修CAN系统 (9)6. CAN总线的维修 (9) (9) (10)9. 参考文献 (10)CAN总线技术在汽车上的应用摘要：介绍了CAN总线技术在汽车上的应用，以及CAN总线出现的故障及检测和维修方法。

关键词：CAN总线；总线故障；检测；维修就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，现在数据CAN总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。

随着电子、程控技术、集成电路及单片机在汽车上的应用，汽车的大多数部件控制由传统的机械控制逐步转变为现在的电子、程控控制，如电控燃油喷射发动机、自动变速器、电子转向和防盗系统等的控制。

技术的进步，控制精度的提高，这就使得汽车上的控制单元数目增加，控制单元数目增加后导致线束增多、电路复杂、质量大、成本高、故障多、维修困难，为了减少线束、减少成本、优化结构，必须采用一种线束少、信息传输快、可控性强的信息传递系统。

因而，一种新型的信息传递技术CAN总线技术产生了。

1、CAN技术及在汽车上的应用CAN全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网。

CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一。

它将各个单一的控制单元以某种形式(多为星形)连接起来，形成一个完整的系统。

在该系统中，各控制单元都以相同的规则进行数据传输交换和共享，称为数据传输协议。

CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块(ECU)之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。

在工程实际中CAN总线是对汽车中标准的串行数据传输系统的习惯叫法。

随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，使汽车电子系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。

《CAN总线》论文题目： CAN总线技术及应用院（系）：专业：学生姓名：学号：时间：成绩评语CAN总线技术及其应用摘要：CAN是ISO国际标准化的串行通信协议。

CAN总线技术是当今比较实用的现场总线技术。

因具备独特的设计、较高的可靠性及特性，适合工业过程监控设备的互连。

本文分析了CAN总线的技术特点及应用趋势，对CAN 总线在汽车领域的应用进行了深入的探讨。

关键字：CAN总线；报文传输；汽车电子；智能系统1 引言在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。

由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。

为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。

此后，CAN 通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统具有明显的优越性。

1986年德国最大的工业企业之一Rober Bosch公司首次提出了应用于汽车内各种传感器和执行器之间相互通信的CAN 总线（Controller Area Network）技术以来，以其可靠性、实时性和灵活性强的特点，得到了诸多汽车开发商的青睐。

本文介绍了CAN总线的技术特点及应用趋势，对CAN总线在汽车领域的应用进行了深入的探讨。

2 CAN总线的特点及应用趋势2.1 CAN总线的特点CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。

《CAN总线》论文题目：院（系）：专业：学生姓名：学号：时间：CAN总线在汽车电子业的应用摘要：CAN总线凭借着本身的高性能，越来越受到汽车电子业的广泛应用。

已成为该领域最主导市场的总线之一。

CAN总线是计算机网络与工业控制的产物，对于汽车工业而言，它的实时性、灵活性、可靠性、低成本以及良好的故障珍断和纠错能力都有着很大的吸引力及市场空间。

CAN作为控制器联网的手段，已广泛应用于各品牌汽车。

相信CAN总线技术将会成为汽车领域发展的途径。

关键词：CAN总线；汽车电子；智能化1 引言早在1986年德国最大的工业企业之一Rober Bosch公司首次提出了应用于汽车内各种传感器和执行器之间相互通信的CAN 总线技术以来，以其可靠性、实时性和灵活性强的特点，得到了诸多汽车开发商的青睐。

由于其高性能、高可靠性、及独特的设计, CAN总线越来越受到人们的重视。

国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。

现代汽车越来越多地采用电子装置控制, 如发动机的定时、注油控制, 加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS) 等。

由于这些控制需检测及交换大量数据, 采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵, 而且难于解决问题, 采用CAN总线上述问题便得到很好的解决。

本文主要对CAN总线的技术特点的介绍，深入研究CAN总线在汽车电子业的应用。

2 CAN 总线CAN 的特点CAN 是Control Area Network 的缩写, 该项技术最早由德国BOSCH 公司推出, 用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。

其总线规范现已被ISO 国际标准组织制订为国际标准。

由于得到了Motorola , Intel , Philip , Siemence , NEC 等公司的支持, 它广泛应用在离散控制领域。

CAN通信介质可以是双绞线、光导纤维、同轴电缆，作为一种串行多主站控制器局域网总线，他的通讯可靠性、网络安全性、实时性都非常高，成本也低廉，很适用一些中小规模的交通运载工具电气系统、工业过程监控设备的互连、电磁辐射强、环境温度恶劣、振动大的工业环境及汽车计算机控制系统。

摘要汽车CAN 总线是20世纪80年代以来发展起来的多主机串行数据通信协议网络，它解决了复杂传统布线方式与提升汽车性能的矛盾，如今CAN总线已比较广泛的应用与车在网络并发挥出强大的“中枢神经”的作用，但是中国在该技术上起步晚，因此国内对于CAN总线相对陌生，本文系统介绍车用CAN总线技术的产生发展，从微观和宏观应用介入介绍汽车CAN总线的应用原理及在国内市场的使用状况，并预测该技术的发展趋势及对今后中国汽车服务业的挑战。

使汽车行业从业人员和消费者对该技术有不同程度的了解，从而提高一定程度上提高国人的汽车文化素养，迎接汽车数字化时代的到来。

关键词:CAN总线，帧，协议，应用AbstractVehicle CAN-Bus is a kind of serial date agreement developed since 1980th .It solved the contradiction between complex traditional arrangement of wire way and promoting of high property. At present CAN-Bus is already relatively widely used in board network and plays the role of CNS. But Chinese enterprises starts late .Thus Chinese people feel strange for it. This text tells the produce and development of vehicle CAN-Bus and predicts challenges this technology will give for Chinese vehicle service industry in order to give a different degrees comprehension for consumers and relative worker in vehicle industry. Countrymen will promote their vehicle know-how quality in a certain degree and welcome the coming of digital time of vehicle.Key Words：Can-bus，Frame，Agreement，Application目录前言 (1)1 汽车CAN总线的产生与发展 (2)1.1CAN总线简介 (2)1.2CAN总线的产生 (2)1.3车用CAN总线标准化历程 (3)1.4汽车CAN总线应用分类 (3)1.4.1驱动系统子网 (4)1.4.2信息∕娱乐子网 (4)1.4.3 安全∕舒适子网 (4)1.4.4故障诊断子网 (4)2 CAN协议体系结构和功能 (5)2.1 CAN协议分层 (5)2.2数据链路层和物理层功能简介 (6)2.2.1接收滤波 (6)2.2.2 超载通知 (6)2.2.3 恢复管理 (6)2.2.4数据封装和拆装 (7)2.2.5帧编码 (7)2.2.6物理信令(PLS) (7)2.2.7物理介质附件子层(PMA) (7)3汽车CAN总线系统硬件构成及其工作原理 (8)3.1传感器 (8)3.2控制单元 (8)3.3控制器 (9)3.4收发器 (10)3.5汽车网络传输介质 (11)3.5.1双绞线 (11)3．5.2同轴电缆 (11)3.5.3光纤 (12)3.6网关 (13)3.7数据线终端电阻 (14)4.汽车CAN总线工作过程 (15)4.1多路传输原理 (15)4.2位数值表示与通信距离 (15)4.3 多帧信息的拆装与重组 (16)4.4汽车CAN总线消息帧分类 (17)4.4.1数据帧 (17)4.4.2远程帧 (18)4.4.3出错帧 (18)4.4.4过载帧 (19)4.4.5帧间空间 (19)4.5CAN总线的错误类型和界定 (20)4.6非破坏性按位仲裁规则 (21)4.7 CAN总线系统的网络管理 (21)4.8例析CAN总线具体工作过程 (22)5汽车CAN技术应用升级方向 (25)5.2 D2B Optical 光纤 (25)5.3OSEK开放式标准化系统 (25)5.4COMMAND网络 (26)6车用CAN总线在国内车市的应用趋势调查及影响 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)前言目前国内车市越来越类似于手机市场，车系繁多且性能多样，而具备相同性能的汽车在过去的价格要贵得多。