汽车电子课程设计

目录目录________________________________________________________________ 1摘要________________________________________________________________ 21.CAN总线 _____________________________________________________________ 31.1 CAN总线的简介 ___________________________________________________________ 31.2 CAN总线协议的报文帧结构形式 _____________________________________________ 41.3 CAN总线协议内容 _________________________________________________________ 52. 奥迪A4的CAN数据总线技术概述 ______________________________________ 63. 基于CAN总线技术的奥迪A4车灯控制系统 _____________________________ 103.1 系统的总体设计 __________________________________________________________ 103.2硬件接口电路设计_________________________________________________________ 103.3系统软件设计原理框图和流程图 _____________________________________________ 114. 基于CAN总线技术的奥迪A4电动车窗控制系统 _________________________ 134.1系统的总体设计___________________________________________________________ 134.2硬件接口电路设计_________________________________________________________ 144.3系统软件设计流程图_______________________________________________________ 154.4电动车窗系统主要技术参数和功能 ___________________________________________ 175. 基于CAN总线技术的奥迪A4雨刮控制系统 _____________________________ 175.1系统总体设计概述_________________________________________________________ 175.2系统的硬件设计与原理图___________________________________________________ 175.3元器件与参数选择_________________________________________________________ 185.4安装调试说明_____________________________________________________________ 196 系统的抗干扰设计____________________________________________________ 196.1 硬件抗干扰措施 __________________________________________________________ 196.2 软件看干扰 ______________________________________________________________ 207.程序代码 _____________________________________________________________ 207.1 CAN控制器的初始化 ______________________________________________________ 207.2报文的发送程序___________________________________________________________ 217.3报文的接收程序___________________________________________________________ 218.结语： _______________________________________________________________ 229.课程设计感想和体会： _________________________________________________ 2210.参考文献 ____________________________________________________________ 23摘要随着现代汽车的迅猛发展和电子技术的日新月异，汽车电子设备不断增多，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，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车综合控制系统越来越复杂。

目前．以微控制器为代表的汽车电子在整车电子系统中应用广泛，汽车控制正由机电控制系统转向以分布式网络为基础的智能化系统。

CAN总线是一种支持分布式和实时控制的串行通信网络，以其高性能和高可靠性在自动控制领域广泛应用。

本设计主要针对基于CAN总线的汽车电子系统的设计，包括汽车车灯和汽车车窗等控制系统的总体设计思想、方法和硬件设计，介绍如何实现用CAN总线完成汽车控制系统的控制。

关键词：汽车车灯；汽车车窗；雨刮系统；单片机STC89C52；CAN总线 ;SJA1000；82C250；传感器；奥迪A41.CAN总线1.1 CAN总线的简介CAN(ControllerAreaNetwork)数据总线是一种适用于汽车环境的汽车局域网。

它属于多路传输系统中的一种，是由德国博世(Bosch)公司在20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制单元与测试仪器之间的数据交换而应用开发的一种串行通信协议。

目前，在汽车设计领域中，CAN几乎成了一种必须采用的技术手段，尤其是在欧洲，如奔驰、宝马、保时捷等都采用CAN总线实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。

此外，美国汽车厂也将控制器联网系统逐步由Class2过渡到CAN。

CAN国际标准只定义了物理层和数据链路层，实际应用中，一些厂家和公司又定义了相应的应用层规范，使CAN的应用更加广泛和可靠。

CAN信号传输介质为普通双绞线，通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离可达10km/5Kbps。

CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低，由于其采用CRC16的校验方式，误码率仅为310-5。

当节点严重错误时，具有自动关闭的功能，以切断该节点与总线的联系，使通信线上的其他节点机通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。

控制器局部网(CAN)属于现场总线范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。

CAN作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。

比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。

但是CAN总线多路传输系统还没有实际应用到汽车前照灯。

传统的汽车系统布线工作量很大，一旦线路发现故障，诊断工作十分困难，同时由于数据传输线很长，导致传输速度下降，可靠性、实时性差等问题。

CAN总线技术作为最有前途的现场总线之一，依靠其可靠性高，适应环境能力强，纠错能力突出，性价比高等特点成为解决这一问题的新选择。

正是基于这种研究背景，本文研究并开发出了基于CAN总线的汽车前照灯多路传输系统。

目前己在工业自动化、建筑物环境控制、机床、医疗设备等领域得到广泛应用。

CAN总线具有以下几个重要特点：1)结构简单，只有两根线与外部相连，且内部含有错误探测和管理模块。

2)通信方式灵活。

可以多种方式工作，网络上任意一个节点均可在任意时刻主动的向网络上的其他节点发送信息，而不分主从。

3)可以点对点、点对多点及全局广播方式发送和接受数据。

4)网络上的节点信息可分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求。

5)CAN通讯格式采用短帧格式，每帧字节数最多为8个，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态和测试数据的一般要求。

同时，8个字节也不会占用总线时间过长，从而保证了通讯的实时性。

6)采用非破坏性总线仲裁技术。

当两个节点同时向总线上发送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可以不受影响继续传输数据，这大大地节省了总线仲裁冲突时间，在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪。

7)直接通讯距离最大可达1k0m(速率在5kb／S以下)，最高通讯速率可达1Mb ／s(此时距离最长为40m)。

节点数可达110个，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。

8)CAN总线通讯接口中集成了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。

9)CAN总线采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。

1.2 CAN总线协议的报文帧结构形式在报文传输时，不同的帧具有不同的传输结构，下面将分别介绍四种传输帧的结构，只有严格按照该结构进行帧的传输，才能被节点正确接收和发送。

(1)数据帧由七种不同的位域(Bit Field)组成：帧起始(Start of )、仲裁域(Arbitration Field)、控制域(Control Field)、数据域(DataField)、CRC域(CRC Field)、应答域(ACK Field)和帧结尾(End of )。

数据域的长度可以为0～8个字节。

1)帧起始(SOF)：帧起始(SOF)标志着数据帧和远程帧的起始，仅由一个“显性”位组成。

在CAN的同步规则中，当总线空闲时(处于隐性状态)，才允许站点开始发送(信号)。

所有的站点必须同步于首先开始发送报文的站点的帧起始前沿(该方式称为“硬同步”)。

2)仲裁域：仲裁域由标识符和RTR位组成，标准帧格式与扩展帧格式的仲裁域格式不同。

标准格式里，仲裁域由1l位标识符和RTR位组成。

标识符位有ID28～IDl8。

扩展帧格式里，仲裁域包括29位标识符、SRR位、IDE(Identifier Extension，标志符扩展)位、RTR位。