基于CAN总线的汽车控制系统设计及实现

CAN通信下的电动汽车上位机系统开发

提纲：

1. CAN通信的基本原理及在汽车上位机系统中的作用

2. 电动汽车上位机系统的开发流程与注意事项

3. CAN通信中数据传输与处理的技术及其优化策略

4. 电动汽车上位机系统开发中的市场需求和未来发展方向

5. 实际案例分析：国内外电动汽车上位机系统的开发及应用

提纲一：CAN通信的基本原理及在汽车上位机系统中的作用

CAN（Controller Area Network）通信是一种高可靠性、高带宽、多主从并行通信的网络协议，早期用于汽车工业中，现已逐渐被广泛应用于控制领域。CAN总线可以实现多设备的通信和控制，能够满足汽车电子系统对实时性、高可靠性的需求。在电动汽车上位机系统中，CAN总线承担了重要的通信作用，实现了各个电子模块之间的信息交互和协作。本部分内容将对CAN通信的基本原理、数据传输模式和在汽车系统中的应用作简要介绍。

CAN通信的基本原理

CAN是一种基于广播式共享媒体和分时多路复用通信的总线协议。CAN节点之间的通信是通过CAN总线完成的，总线上可以同时存在多个节点，节点之间通过标识符进行数据交换。CAN总线的数据链路层采用了对等的生产者-消费者机制，所有节点都可以作为数据发送节点，同时也可以是数据接收节点。当某个节点发送数据时，所有节点都会接收到数据，但只有ID符合自身设定的节点才会处理数据。此外，CAN通信还包含了帧同步和CRC校验等措施，保证了通信的可靠性和数据的完整性。

CAN通信在汽车上位机系统中的作用

在电动汽车的控制系统中，CAN总线起到了重要的作用。在整个电动汽车控制系统中，各种传感器、操控器以及执行器均需要通过CAN总线进行数据的交换和控制指令的传递。以电机控制器为例，其需要通过CAN总线和电动汽车控制器进行数据交互，判断电机是否正常开启、控制电机的转速和电流等；同时，电动汽车控制器也需要获取电机的相关数据，用于反馈车辆加速度、制动力等信息，实现整车控制。

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CAN总线及其在汽车中发展与应用

作者：邵宏伟

来源：《科学与财富》2017年第09期

摘要：论文主要阐述CAN总线的产生发展，重点研究CAN用在汽车上的优越性及发展前景，讨论了在汽车上的总体设计方案，并通过其在汽车前照灯上的应用具体说明了CAN在汽车上的应用。最后。结合现状讨论了CAN在汽车上的应用前景。

关键词：CAN传输应用发展

一、CAN总线简述

（一）CAN总线产生与发展

控制器局部网（CAN-CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。

由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，1991年9月PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了CAN技术规范（VERSION

2.0）。该技术规范包括A和B两部分。2.0A给出了曾在CAN技术规范版本1.2中定义的CAN报文格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式。此后，1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具一数字信息交换一高速通信控制器局部网（CAN）国际标准（IS011898），为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路。

（二）CAN总线特点

CAN总线是一种多主总线，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。

（1）CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能。

（2）CAN总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其他校验措施，数据出错率极低。

８２　传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）　２０１１年第３０卷第１２期　

＼０　、　、０　设计与制造（Ｉ　＝　。　

基于ＣＡＮ总线的电动汽车车灯控制系统设计　

倪彰　，范鑫　，潘茂辉。，张成松。　

（１．江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江２１２０００；　２．江苏技术师范学院机械与汽车工程学院，江苏常州２１３００１；　３．中国吉利汽车研究院，浙江杭州３１１２２８）　

摘要：设计选用单片机ＳＴＣ１２ＣＡＡ６０Ｓ２及其接口单元电路，利用电动汽车车灯开关产生输入信号，单片　机根据开关的闭合状态形成报文，利用ＣＡＮ模块通过ＣＡＮ总线发送。车灯控制模块中单片机控制ＣＡＮ　模块接收报文，并根据报文信息控制相应车灯工作。介绍了该系统的组成和整体方案、主要元器件的选　型，重点介绍了硬件连接方案，并提出优化设计。软件采用模块化设计，分初始化模块、发送模块、接收模　块３个模块进行。通过软硬件联合调试，实现了按键开关输入控制相应灯泡的亮灭的功能，实验表明：该　系统结构简单、性能可靠，具有广阔的应用前景。　关键词：电动汽车；单片机；ＣＡＮ总线；车灯；模块化设计　中图分类号：ＴＰ２９２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００－９７８７（２０１１）１２－００８２－０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｌｉｇｈｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＡＮ．ｂｕｓ　

ＮＩ　Ｚｈａｎｇ　’　，ＦＡＮ　Ｘｉｎ　，ＰＡＮ　Ｍａｏ．ｈｕｉ。，ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ—ｓｏｎｇ。　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ａｎｄ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ　２１２０００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｔｅａｃｈｅｒ’Ｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　２１３００１，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｇｅｅｌｙ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ。Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１１２２８，Ｃｈｉｎａ）　

１０　第５期　客车技术　与研究　

ＢＵＳ＆ＣｏＡＣＨ　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　ＡＮＤ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　

基于ＣＡＮ篡线的窑车车囊蝗誓桑　可誓置■撇计　

谢芳　，季爱明１，２俞一彪　

（１．苏州大学电子信息学院，江苏苏州２１５００６；２．金龙联合汽车工业（苏州）有限公司，江苏苏州２１５１２３）　

摘　要：提出一种基于ＣＡＮ总线的客车车身控制系统的可配置模块的设计方案，并论述其模块的结构、　

模块的硬件和软件设计，使客车车身控制系统具有灵活性和通用性，可以应用在不同车型上，满足不同客　户的需求，且方便车辆的售后服务和备件管理。　关键词：ＣＡＮ总线；客车车身；控制系统；可配置模块　

中图分类号：Ｕ４６３．８２　２；ＴＰ３９１．３　．５　文献标志码：Ａ　文章编号：１００６—３３３１（２（１１１）０５一（）（）１（）一　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ　Ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆ　Ｂｕｓ／Ｃｏａｃｈ　Ｂｏｄｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＡＮ　Ｂｕｓ　

ＸＩＥ　Ｆａｎｇ　．ＪＩ　Ａｉ—ｍｉｎｇ　．ＹＵ　Ｙｉ—ｂｉａｏ’　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｓｏｏｃｈｏｗ　Ｕｎｉｖ．，Ｓｕｚｈｏｕ　２１５００６，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｈｉｇｅｒ　Ｂｕｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｓｕｚｈｏｕ　２１５　１２３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉ　ｅ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ　ｍｏｄｕｌｅ　ｏｆ　ｂｕｓ／ｃｏａｃｈ　ｂｏｄｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｒｌ　

ｂｅ　ｄｅｐｌｏｙｅｄ　ａｎｄ　ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ　ｂａｓｅｄ　Ｏｉｌ　ＣＡＮ　ｂｕｓ，ａｎｄ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｉｓ　ｍｏｄｕｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂｕｓ　ｔ