基于CAN总线应用设计

基于CAN总线的智能车的设计与实现控制器局域网络CAN（Controller Area Network）是德国BOSCH 公司为解决现代汽车中众多电子设备之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它具有高可靠性和良好的错误检测能力。

汽车上主要有高速（500 kb/s）和低速（125 kb/s）两种CAN 总线，这两种总线通过网关连接，实现两个局域网间的数据共享。

目前，随着对系统复杂化、精细化的要求越来越高，传统的集中控制从实时性和可靠性上越来越不能满足要求，分布控制逐渐得到了广泛应用。

分布控制就是系统由一个主控制器和若干个分控制器组成，分控制器分别处理一部分系统功能，以并行或串行的方式与主控制器进行数据和信息的交互。

1系统的总体设计本设计主要完成了智能车在预先铺贴的道路上行驶。

整个系统硬件组成框图如图1 所示，包括采集节点和控制节点，它们之间通过CAN 总线完成数据的交互。

采集节点通过传感器采集道路信息，经过信号调理电路传送到微控制器，微控制器对信息进行处理后把数据发送到CAN 总线上。

控制节点读取总线上的数据并转换成控制命令，控制执行机构以确保智能车不偏离道路并且保持较高的速度。

2 节点的硬件接口设计2.1 采集节点SST89E564RD 与CAN 总线接口SST89E564RD 自身不具有CAN 模块，因此扩展了CAN 总线控制器，通过CAN 总线收发器接入总线。

本设计采用的CAN 控制器是SJA1000，其兼容CAN2.0B 协议，通过单片机对其进行初始化，主要实现数据的接收和发送等通信任务。

收发器选用PCA82C250，它是一种应用广泛的CAN 控制器与物理总线间的接口芯片，能够对总线的信息进行差动发送和接收。

为了进一步提高系统的抗干扰能力，在PCA82C250 和SJA1000 之间用高速光耦6N137 进行隔离，以降低由于不同节点的高共模电压引起的串扰甚至对器件的损坏，提高系统的可靠性，其通信速。

基于CAN总线的某汽车仪表设计发表时间：2018-09-12T15:36:02.443Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：张希陶冉童琪凯陶飞飞[导读] 摘要：介绍CAN总线的特点以及在汽车仪表中的应用，给出CAN模块的硬件设计、软件设计和通信协议应用。

安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥 230601摘要：介绍CAN总线的特点以及在汽车仪表中的应用，给出CAN模块的硬件设计、软件设计和通信协议应用。

关键词：CAN总线；仪表；寄存器设置0 前言汽车仪表的显示通常来自于某些开关信号，或者传感器信号。

通常情况下，每个给仪表的输入信号要使用一根或两根线束传输，需要输入的信号越多，仪表接口设计的引脚就越多，随着汽车功能越来越多，对汽车仪表显示需求也随之增多，输入信号数量达几十甚至几百条。

在这种情况下，一个信号一个引脚分配的仪表接口设计必定不能满足日益增长的需求。

随着CAN总线技术在汽车各个重要部件展开应用，有效降低了线束根数，同时也减少了控制器的引脚分配，并且CAN 总线在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性等方面有着明显的优势，这恰恰解决了汽车仪表的上述问题。

1 CAN硬件设计原理CAN功能基于CAN控制器及CAN收发器及接口电路和通讯协议等设计实现。

CAN最小系统需要两组电源、复位电路、晶振电路。

电路中采用了隔离CAN收发器模块，以确保在CAN总线遭受严重干扰时控制器能够正常运行。

这里设计仪表使用的是飞思卡尔的S12HY系列16位微控制器，集成了CAN控制功能，收发器使用的是TJA1040。

图1 CAN模块结构原理总线设计的三层结构模型为：物理层、数据链路层和应用层。

物理层和数据链路层的功能由CAN接口器件完成，包括硬件电路和通讯协议两部分。

CAN通讯协议规定了四种不同用处的网络通讯帧，即数据帧、远程帧、错误指示帧和超载帧。

CAN通讯协议的实现，包括各种通讯帧的组织和发送，均是由集成在主控制器中的电路实现的，因此系统的开发主要在应用层的设计上。

基于单片机的CAN总线数据采集设计与实现随着物联网和智能化技术的发展，嵌入式系统在日常生活中的应用越来越广泛，其中基于CAN总线的数据采集系统受到了广泛关注。

CAN总线是一种分布式实时控制网络，具有可靠性高、传输速率快等特点，适合用于工业控制、车辆通讯、航空航天等领域。

本文将介绍一种基于单片机的CAN总线数据采集系统的设计与实现方法。

一、系统设计本系统的硬件组成包括STM32F103单片机、CAN总线模块以及传感器模块。

其中，STM32F103是一款高性能低功耗的32位微控制器，具有强大的计算和通讯能力；CAN总线模块可以实现CAN总线的发送和接收功能；传感器模块用于采集环境数据，例如温度、湿度、压力等。

系统设计流程如下：1. 确定系统功能和需求。

2. 选取合适的硬件和软件平台。

3. 设计硬件电路并连接。

4. 选择适合的编程语言和开发工具。

5. 编写程序实现系统功能。

二、系统实现1. 硬件连接本系统的硬件连接如下图所示：（图片来源于网络）（1）Keil uVision5Keil uVision5是一款集成开发环境（IDE），支持多种处理器架构，包括ARM、Cortex-M、8051等。

它集编译器、调试器、仿真器、IDE于一身，支持多种编程语言和工具链。

（2）STM32CubeMXSTM32CubeMX是一款自动生成STM32微控制器初始化代码的软件工具，可以快速构建STM32的应用程序。

（3）CAN analyzerCAN analyzer是用于监控和分析CAN总线的软件工具，可以捕获CAN总线数据，并以图表的形式展示出来。

3. 系统程序设计（1）初始化CAN总线模块在程序中首先需要初始化CAN总线模块，确定传输速率、过滤规则等配置。

（2）读取传感器数据然后需要读取传感器数据，可以使用外部中断或者定时器中断的方式进行采样，获取环境数据并存储到变量中。

（3）将数据发送到CAN总线最后需要将采集到的数据发送到CAN总线，使用CAN总线模块的发送函数将数据打包成CAN数据帧发送出去。

基于CAN总线的多节点语音通信系统设计随着科技的发展，语音通信在我们的日常生活中起着越来越重要的作用。

为了满足多节点之间的语音通信需求，本文设计了一种基于CAN总线的多节点语音通信系统。

首先，我们需要了解CAN总线的特点。

CAN（Controller Area Network）总线是一种高度可靠的实时通信协议，广泛应用于汽车、工业控制等领域。

它具有高带宽、低延迟和可靠性强的特点，非常适合用于多节点语音通信系统。

在设计多节点语音通信系统时，我们需要考虑以下几个方面。

首先是节点之间的通信方式。

基于CAN总线的多节点语音通信系统可以采用点对点通信方式，即每个节点都可以直接与其他节点进行通信。

这样一来，每个节点都能够实时地接收和发送语音数据，实现实时的语音通信。

其次是语音数据传输的方式。

在多节点语音通信系统中，语音数据需要通过CAN总线进行传输。

为了确保数据的实时性和可靠性，我们可以采用分时复用的方式，即将语音数据分为多个小包进行传输，每个节点按照预定的时间片轮流发送和接收数据。

这样一来，即使在多节点同时发送数据的情况下，也能够保证数据的传输效率和可靠性。

最后是节点之间的数据处理和控制。

在多节点语音通信系统中，每个节点都需要对接收到的语音数据进行处理和控制。

可以使用数字信号处理技术对语音数据进行降噪、增益等处理，以提高语音通信的质量。

同时，每个节点还需要实现相应的控制逻辑，以实现语音通信的功能，例如呼叫、接听等。

综上所述，基于CAN总线的多节点语音通信系统设计具有高带宽、低延迟和可靠性强的特点，非常适合应用于实时语音通信场景。

通过合理的节点通信方式、语音数据传输方式以及节点数据处理和控制，可以实现实时的多节点语音通信。

这种系统设计在汽车、工业控制等领域具有广阔的应用前景，将为我们的生活带来更加便利和高效的语音通信体验。

基于CAN总线的智能控制器设计随着科技的不断发展，智能控制器在工业自动化中的应用越来越广泛。

CAN（Controller Area Network）总线作为一种高效可靠的通信协议，被广泛应用于智能控制器的设计中。

CAN总线是一种串行通信协议，具有高速传输、抗干扰能力强等特点。

它最初是由德国BOSCH公司提出的，用于汽车电子系统的通信。

随着其优越性能的认可，CAN总线逐渐在其他领域的智能控制器中得到应用。

智能控制器是一种能够根据外部环境和用户需求自主调节的控制设备。

它通过传感器采集环境信息，并通过CAN总线与执行器进行通信，实现对设备的控制。

在智能控制器中，CAN总线充当了数据传输的核心角色。

基于CAN总线的智能控制器设计包括硬件和软件两个方面。

在硬件设计中，首先需要选取合适的微控制器作为控制器核心，然后进行外围电路的设计，包括CAN总线收发器、传感器接口电路、执行器驱动电路等。

这些电路的设计需要考虑到CAN总线的特性，确保数据的稳定传输。

在软件设计中，首先需要编写CAN总线通信协议的驱动程序，实现与其他设备的通信。

其次，根据具体的控制需求，设计相应的控制算法，通过CAN总线将控制指令发送给执行器。

同时，还需要编写数据采集程序，将传感器采集到的数据通过CAN 总线发送给上位机或其他设备。

基于CAN总线的智能控制器设计具有许多优势。

首先，CAN总线具有较高的传输速率和较低的误码率，可以满足实时性和可靠性要求。

其次，CAN总线支持多节点通信，可以实现多个智能控制器之间的数据交互。

最后，CAN总线的抗干扰能力强，可以在复杂的工业环境中稳定运行。

综上所述，基于CAN总线的智能控制器设计是一种有效的解决方案。

它通过充分利用CAN总线的特性，实现了智能控制器的高效、可靠和稳定运行。

随着科技的不断发展，基于CAN 总线的智能控制器设计将在工业自动化中发挥更加重要的作用。

基于CAN总线的车载智能终端硬件设计随着智能汽车技术的不断发展，车载智能终端在汽车中的应用越来越广泛。

CAN总线作为车载通信网络的核心，是车载智能终端必不可少的硬件设计之一、本文将介绍基于CAN总线的车载智能终端硬件设计。

1.硬件架构设计车载智能终端硬件设计的基本架构包括主控制单元、CAN总线模块、外围接口模块和电源管理模块。

主控制单元通常选择高性能的ARM处理器，具有丰富的外设接口和强大的计算能力。

主控制单元负责处理各种传感器数据和外部通信，控制车载智能终端的各项功能。

CAN总线模块是连接主控制单元与车载CAN总线网络的桥梁，负责CAN总线数据的收发和解析。

CAN总线模块通常由CAN控制器和CAN收发器组成，能够实现高速稳定的数据传输。

外围接口模块包括各种传感器接口、视频输入输出接口、音频输入输出接口等，可以实现车载智能终端与外部设备的连接和数据传输。

电源管理模块负责为车载智能终端提供稳定的电源输入和管理电源开关，确保车载智能终端的正常工作。

2.硬件设计要点在设计基于CAN总线的车载智能终端硬件时，需要考虑以下要点：（1）稳定性与可靠性：在车载环境下，硬件设备需要经受严格的振动、温度、湿度等不利条件，因此硬件设计必须具有出色的稳定性和可靠性。

（2）电源管理：车载智能终端需要长时间工作，因此电源管理模块的设计至关重要，要能有效管理电源供应，确保终端的稳定工作。

（3）通信接口：CAN总线是车载通信网络的核心，因此CAN总线模块的设计必须考虑数据传输速度、稳定性、抗干扰能力等因素，确保数据的可靠传输。

（4）外围接口设计：要考虑到车载智能终端需要与多种外部设备进行连接和数据交换，因此外围接口模块的设计要充分满足各种接口需求。

3.硬件设计实例一种基于CAN总线的车载智能终端硬件设计实例如下：主控制单元采用Cortex-A53架构的ARM处理器，集成CAN控制器；CAN总线模块采用高速CAN收发器，支持CAN2.0B协议；外围接口模块包括数字摄像头接口、USB接口、HDMI接口等；电源管理模块采用高效稳定的DC-DC变换器，支持宽电压输入。