基于CAN总线的汽车控制系统的设计

论文编号:ZD1147    论文字数:20713,页数:52

摘  要
 随着现代汽车的快速发展，汽车电子设备不断增加，传统的接线方式已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求，汽车控制局域网CAN总线应运而生，它广泛应用于汽车电子控制系统中，也是唯一一个成为国际标准的汽车局域网.本文以CAN总线为基础，结合51系列单片机技术，研究了汽车电子控制系统的CAN总线系统。实现了只用两根信号线就可以实现对汽车电子控制系统的控制，使得传统线束大大简化，可靠性得到了极大提高，有效节约了线束安装空间。
 本文首先综述了当前国内外汽车网络技术的应用和发展状况。然后简要介绍了CAN总线的一些基本概念和基本组织规则，阐述了CAN总线的报文、帧格式、错误类型以及检测错误能力。对CAN总线的主要组成器件CAN微处理器、CAN控制器和CAN收发器等进行了选型，并分析了微处理器AT89C52、CAN控制器SJAIO00和收发器PCA82C250的原理和应用。设计了汽车电子控制系统的智能节点原理电路图，在CAN总线规范的基础上，按照整体结构进行了CAN总线传输节点的软件设计。对AT89C52微处理器的CPU和SJAIO00控制器进行了初始化程序设计，同时设计出了报文的发送和接收处理程序，以及报文的中断处理程序。最后，对全文进行了总结。
研究表明，基于CAN总线的汽车电子控制系统是可行的并且能够很好满足现代汽车车身控制的需求。

关键词：CAN总线   汽车  电子  车窗控制

Abstract
 With the rapid development of the modern automobiles，the lasting inerease of electronie devices of automobiles,the traditional Wiring harnesses can not satisfy much more complexity of contro1 systems of altomobiles.This problem has been resolved by CAN-bus,which has been using widely in automobiles electronic control system and is an exclusive automobile LAN as international standard.A multiplex transmission system of car electronic control based on CAN-bus,which combines the single-chip microcomputer，has been built.We can transfer all the data only by using the two wiring harnesses,which simples the wiring harnesses，improving the raliability,effectively save the fixing space.
 First of all，this paper analyzed the developing trend of international automotive network technology and considering its application and development status in China. Technical regulation of CAN-Bus network is lueubrated and Data Link Layer and Physical Layer in hierarchy stlucture of CAN-Bus is deseribed .Its basic concept and Orgnizing rules and Particularly represents the message、frame format、error style and cheeking error ability in CAN-Bus are simply introduced. .CAN microcontroller、controller and transeeiver were chosen which are the key chips in the CAN communication.The theories and applications of Microcontroller AT89C52、CAN controller SJA1000 and transceiver PCA82C250 were analyzed in detail.This paper designs the principium schematic diagram of car electronic control node System.Then,a CAN-Bus node that based on the CAN-Bus 2.0B specification has been designed with the consideration of a bus application.The paper studies the initialization program of SJA1000 and CPU,and the Program of transmitting,inception and inieriuptive.Finally, the conclusions of the researeh were drawn.
 From the work which has been done in this Project，the conclusion can be draw that Car Electronic Control System based on CAN is feasible and useful.

Key words:CAN-bus  Automobile   electron  Automobile window control

目 录
中文摘要 I
英文摘要 II
目 录 III
第1章  绪论 1
1.1 引言 1
1.2国内外的现状及发展趋势 1
1.3 课题研究的基本内容 2
第2章  基于CAN总线的汽车电子控制系统概述 3
2.1现场总线的选择 3
2.2 CAN总线概述 4
2.3 CAN总线协议分析 4
2.3.1 CAN总线的数值特性 4
2.3.2 CAN协议报文帧结构 5
2.4 CAN总线在汽车中的应用 7
第3章  基于CAN总线的汽车电子控制系统的相关硬件设计 9
3.1系统核心元器件选型 9
3.1.1 微处理器AT89C52 9
3.1.2 CAN总线控制器SJA1000 10
3.1.3 CAN总线收发器PCA82C250 12
3.1.4 电缆的选择 13
3.2总线长度及节点数的确定 13
3.3系统硬件总体规划 15
3.4系统智能节点硬件电路的设计 16
3.4.1微处理器模块 17
3.4.2 CAN总线控制器模块 18
3.4.3 电气隔离模块 19
3.4.4 CAN总线收发器模块 20
3.4.5 电源模块 21
3.5车窗升降控制系统智能节点设计 22
3.5.1 选择驱动设备 22
3.5.2 步进电机的选型 22
3.5.3 驱动芯片的选择 24
3.5.4 驱动电路的设计 24
第4章  基于CAN总线的汽车电子控制系统的相关软件设计 26
4.1系统智能节点软件的设计 26
4.1.1 CAN初始化 26
4.1.2 CAN数据发送 27
4.1.3 CAN数据接收 30
4.1.4 CAN自检过程 32
4.2 车窗升降控制系统的软件设计 33
4.2.1汽车电动车窗的控制方案 33
4.2.2汽车电动车窗电机的控制 34
第5章  总结 36
参考文献 37
致谢 38
附录1  硬件电路设计 39
附录2  程序 41