汽车CAN总线系统智能节点的设计
基于SJA1000的CAN总线智能节点设计
1 引言 现 总 i e d 恤 连 能 场 备和自 化系 场 线(Fl 5)是 接智 化现 设 动 统的 化， 传 多 点 通信 线 与 往 常用 数字 双向 输， 节 的 总 以 较 的 Rs一 2，一5 等串 总 标 相比 现 总线 有 扰 23 RS 48 行 线 准 ， 场 具 抗干 能 力 、 高、信 率高 及 支 强精度 通 速 以 能 持双向 点 优 C 多节 等 点。 AN (c n。 Ae。 N ot ! J et、浅 线 场 线 的 种，称为 )总 是现 总 技术 一 又 控 局 总 ， 是德 O 、 制器 域网 线 它 国B h公司 解 现代 车中 为 决 汽 众 多的 制 钡 器 间的 据 换而 发 一 行 据通 控 与1 试仪 之 数 交 开 的 种串 数
摘 要: 太文 介绍了 利用89c52 、川。。CTM 刃 实 c人 总线智能节点的设计， 括电路设计和软件设计_ 在电 1 5 。、 I。 现 N 包 路 设计中 使用C M 巧 l 1 。买现带隔离的CA ( 人收发电 简 了 路 化 电路设计， 降低了 硬件电路成本关 键 词 :CAN 总线 ;S AI朋0 CMT O50 J ; I 文献标识 码 A 中图分 类号 :T 39 P 1
12 Q 的匹配电阻 0
cA 线 有以 特 (1少 输介 可 是 线、轴 N总 具 下 点: 传 质 以 双绞 同 电 或 缆 成 低 连接 便 (2)信 传 离 大可 缆 光 本 廉、 方 号 输距 最 达 0 1 km(速 为SK )，输 最 达IM 。 距 率 h/， 传 速率 大可 dp (传输 离为 4O 。(3)采用 主 式T 作，线 意 点可 任 刻 m、 多 方 总 上任 节 在 意时 主动 向 络 其他声 送 息 分 次， 点之 可 地 网 上 点发 信 而不 主 各 间 以自 通 (4)节 过 文 实 点 点、点 点 山 信。 点通 报 滤波 现 对 一 对多 及 李 播 韶方 (5)采 非 坏除急 仲 技术，多 节 局广 代 式。 用 破 线 裁 当 个 点同 向 线 送报 发 突 优 级 节 主 退出 时 总 发 文 生冲 时， 先 低的 点 动 发 送.优 级高 节 继 输 文。 先 的 点 续传 报 (6)具有 靠 错 理 可 的 误处
手把手教你设计CAN总线系列讲座(2)
手把手教你设计CAN总线系列讲座(2)—CAN总线智能节点的设计在远程测控系统中，都要通过传感器或其他测量装置获取环境或相关的输入参数，传送到处理器，经过一定的算法，做出相应的控制决策，启动执行机构对系统进行控制，基于CAN总线的测控系统将单个测控设备变成网络节点，将控制系统中所需的基本控制、运行参数修改、报警、显示和监控等功能分散到各个远程节点中。
因此总线上的节点应该具有总线通信功能和测控功能，这必然离不开微处理器。
我们把具有这类功能的节点叫智能节点。
1 CAN网络节点结构和SJA1000的应用结构图一般把每个CAN模块分成不同的功能块。
这里以分布式恒温控制节点构成的CAN图1 CAN总线控制网络结构图控制网络为例（如图1所示），分析一下基于CAN总线的分布式网络节点的结构。
CAN节点由微处理器、CAN控制器SJA1000、光耦6N137模块和CAN驱动器82C50构成。
CAN控制器SJA1000执行在CAN规范里规定的完整的CAN协议，用于报文的缓冲和验收过滤，负责与微控制器进行状态、控制和命令等信息交换；在SJA1000下层是CAN收发器PCA82C50，它为CAN控制器和总线接口，它控制从CAN控制器到总线物理层或相反的逻辑电平信号，提供对总线的差动发送和对CAN控制器的差动接收功能。
光耦6N137起隔离作用。
图2 SJA1000的结构图所有这些CAN模块都由微处理器控制，它负责执行应用的功能，负责控制执行器（比如加热设备）、读传感器（比如温度）和处理人机接口。
如图2是SJA1000的应用结构图。
在CAN规范里，CAN核心模块控制CAN帧的发送和接收。
接口管理逻辑负责连接外部微处理器，该控制器可以是单片机、DSP或其他器件。
经过SJA1000复用的地址/数据总线访问寄存器和控制读写选通信号。
SJA1000的发送缓冲器能够存储一个完整的报文（扩展的或标准的）。
当微处理器初始化发送接口管理逻辑，CAN核心模块就会从发送缓冲器读CAN报文。
基于C8051F550的CAN总线智能节点的设计
ｆ 计 数 器模 块 １等 。本 文 重 点 就 模 拟 量 输 入 模 块 如
和 开 关 量 输 入 模 块 的设 计 。采 用 具 有 Ｃ Ｎ接 口的 Ａ
２ 智 能 节 点 硬 件 设 计
传统 的从节 点设 计 是将 Ｃ Ｕ ＡＮ Ｐ 与Ｃ 总线 控 制器
Ｃ ０ １ ５ ０ 片机 作为 系 统设 计 的从 节 点 ，用 来 采 ８５ Ｆ ５ 单 集模 拟量 和 开 关 量 。实 现 与 上 位 机 中央 控 制 器 的
通信
１ Ｃ Ｎ总 线通 信 网络 系统 Ａ
如 图ｌ 所示 ，本设 计 中通 过 带有 终端 器 （２ 欧 １０
Ｂ ｓｅ Ｃ Ｎ全 功能 的Ｃ Ｎ 块 实 现 ．符 合 Ｃ Ｎ ． ｏｈｈ Ａ Ａ 模 Ａ ２０ Ｂ
电 阻）的 通信 介 质 （ 绞 线）将 上 位 机 和底 层 模 块 双
连接 起 来 。 实 验 中 ，终 端 电 阻 和 双 绞 线 阻 抗 的 匹
协议 。工作 位 速率 可 达 １ ｂ 。控 制 器包 含 有 一个 Ｍｐ ｓ Ｃ Ｎ内核 ，消息 缓 冲 区 ，报文 处理 状态 机 和Ｃ Ｎ Ａ Ａ 控 制 寄 存 器 。通 信 控 制 器 有３ 个 消 息对 象 ，可 以配 ２
达 ２５０ ０ Ｖ的 直 流 电 压 。输 入 级 兼 容 ３３ ． Ｖ和 ５ Ｖ的
Ｃ Ｍ１ ５ 收发器 Ｔ ００
＋ ＋
千 ＋
＋ ＋
ｃ Ｏ １５Ｏ ８ ５ Ｆ ５ 单片机 ‘ ８ ５Ｆ ５ 单片机 Ｐ Ｃ ０ ５ ０ １ ＣＡ８ Ｃ ５ 收发器 ２ ２０
行业 扩展 到 过 程 工 业 ，机 械 工 业 ，机 器 人 和 楼 宇
Ｇ ５ ７ ，使Ｐ 机 直接 通 过Ｕ Ｂ 口就可 连人 Ｃ Ｎ ＹＢ ０ ） Ｃ Ｓ接 Ａ
CAN总线智能节点的小型网络设计
ｋ ， 速 的数据 传输速 率 （ ｍ）高 高达 １Ｍｂｔｓ ［ 可 根 ｉ ） ／ ； 据报 文的 Ｉ 决 定接 收 或 屏 蔽 该 报 文 ； 靠 的 错 误 Ｄ 可
的一 种多主 机局 部 网， 由于 其卓 越 的性 能 ， 极高 的 可 靠性， 独特灵 活 的设 计 和 低廉 的 价格 ， 已广泛应 用 现
用过 程 中还 需 要 添 加 应 用层 协 议 来 实 现 具 体 的功 能 ．目前 应 用 最 为 广泛 的 应 用 层 协 议 是 Ｄ — ｅ
ｖｃＮｅ 和 Ｃ ｏ ｅ ， ｉ ｅ ｔ ＡＮ ｐ ｎ 但是 这些 协议 比较 复杂， 更适 用于 大型 的 节点 网络 本文 简单介 绍 了 Ｃ ＡＮ 总
收 稿 日期 ：
识符 Ｉ 来 描 述 数 据 的 含 义 而 不 用 于 通 信寻 址 ， Ｄ用 Ｃ ＡＮ 总线 的 帧是 没 有 寻 址 功 能 的 ．标识 符 还 用于
作者简介 ：
湖北 武 汉 人 ，硕 士研 究生 ，主 要 从 事 机 械设 计 及理 论 方 面 的 研 究 湖 北 荆 门 人 ，教 授 ，博 士 ，主 要 从 事 复 合 材 料 力 学研 究 ．
个完 整 的数 据 帧 由 ７个不 同 的位 域 组成 ， 即
帧起 始 （ｔｒ ｏ ａ ） 仲裁场 （ｒ ｉａｉ ｅ ） 控 ｓ ｔ ｆ ｒｍｅ 、 ａ ｆ ａｂｔ ｔ ｎｆ ｌ 、 ｒ ｏ ｉｄ 制 场 （ｏ ｔ ｌｆ ｌ ） 数 据 场 （ ａ ｉ ｄ 、 Ｒ 场 ｃｎｒ ｉ ｄ 、 ｏ ｅ ｄｔ ｆ ｌ ） Ｃ Ｃ ａ ｅ （ Ｒ ｉ ｄ 、 答 场 （ Ｃ ｉ ｄ 、 结 束 （ ｎ ｆ Ｃ Ｃ ｆ ｌ） 应 ｅ Ａ Ｋ ｆ ｌ） 帧 ｅ Ｅ ｄｏ ｆ ｌ）４． 结构 如 图 １ ｉｄ ＿ 其 ｅ Ｊ ：
基于CAN总线分布式控制系统智能节点的设计
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设 计 天 地 ／＂ ／
一
， ，
＼
、
基 于 ＣＡＮ 总 线 分 布 式 控 制 系 统
智 能 节 点 的 设 计
Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒＩ ｔ ｌｉ ｅ ｔＮ ｏ ｅ ｏ ＣＳ Ｂａ ｅ Ｎ ｅＤ ｓｇ ｏ ｎ ｅ ｌｇ ｎ ｄ ｆＤ ｓ ｄ ＣＡ Ｂｕｓ
强 有 力的 技 术 支持 。Ｃ Ｎ Ｃ ｎｒｌ ｒ ｒａ ｅ ｏｋ属 于 能 是 高 电平 或 悬浮 状 态 ，Ｃ Ｎ Ａ （ ｏ ｔ ｌ ｅ ｔ ｒ） ｏｅ Ａ Ｎ ｗ Ａ Ｌ端 只能 是 低 电平 或 悬 浮 现 场 总线 的 范 畴 ，它是 种 有效 支 持 分布 式 控 制或 实 时 状 态 。这 就 保证 不 会 出现 象 在 Ｒ 一８ 网络 中 ，当系统 有 Ｓ４ ５
维普资讯
＼
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勉
信号 的 传输 ， 而总 线 两端 接 有终 因 端 电 阻Ｒ１ Ｒ２以 消 除 反射 信号 ， 、 ， 其 阻 值约 等 于传 输 电缆 的 特性 阻 抗 。
■ ■ 玎ｒ ● ｌ ｒ 册
／
软 件 设 计
Ｃ ＡＮ总 线节 点要 有效 ， 实时 地 完 成 通 信 任 务 ，软 件 的 设 计 是 关 键 ，也是难 点 。它主 要 包括 节 点初
而 代 之 以对 通 信数 据 进 行 编码 ，这 可使 不 同 的节 点 同时 及 其接 口芯 片来 实 现 ， 而 大大 降 低 系统 开 发难 度 ， 短 从 缩
接 收 到相 同 的数 据 ， 衅 特 点使 得 ｃ Ｎ总 线 构 成 的 网络 了开发 周 期 ， 些是 只 仅 仅有 电气协 议 的 Ｒ ・８ 所 无法 这 Ａ 这 ｓ４ ５ 各 节点之 间的 数 据通 信 实 时性 强 ，并 且容 易构 成 冗余 结 比拟 的 。 另外 ，与其 它 现场 总 线 比较 而 言 ， Ａ 总 线是 Ｃ Ｎ 构 ，提 高 系 统 的可 靠性 和 系 统的 灵 活性 。而 利 用 Ｒ 一８ 具 有 通 信速 率 高 ， 易 实现 ， Ｓ４ ５ 容 且性 价 比高等 诸 多特 点 的 一
C8051F040的车用CAN总线智能节点设计
总 线智 能 节 点 ， 可将 车 辆 电气 系统 各 子 系 统 及设 备 紧 密 联
系 在 一起 ， 成 一个 实 时控 制 网络 ， 图 １所示 。 构 如
一
Ｃ ＡＮ总线
～
计 方法 遇 到 了一 系列 问 题 ： 路 增 多 、 线 布线 复杂 、 电磁 干扰
增 加 、 统 可 靠 性 下 降 、 查 维 修 困难 等 。 为 了 解 决 上 述 系 检 问题 ， 代 车 辆 采 用 了 综合 电 子 系统 。总 线 是 综 合 电子 系 现 统 的基 础 ， 通过 总线 节 点 ， 合 电子 系 统 可 采 集 、 用 、 综 使 分
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｒ ｓ：ｖ ｈ ｃｅ ＣＡＮ ｂ ｓ ｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｏ ｅ Ｃ８ ５ Ｆ０ ０ ｅ ｉｌ ； ｕ ；ｎ ｅ ｌ ｅ ｔｎ ｄ ； ０ １ ４ ｉ
电气 与 电子 系 统是 车辆 的重 要 组 成 部 分 ， 工 作 状 态 其
过 总 线 收 发 器将 数 据 发 送 到 ＣＡＮ 总 线 ， 时根 据 参 数 及 同 总 线 上 的 其 他 信 息 和 命 令 对 设 备 进 行 控 制 。通 过 Ｃ ＡＮ
Ｉｔ ｌ ｅ ｔＮｏ ｅ ｉ ｈｉ ｅ ＣＡＮ Ｂｕ ｓｅｍ ｓ ０ Ｆ０ ０ ｎｅｌｇ ｎ ｄ ｎ Ｖｅ ｃｌ ｉ ｓ Ｓｙ ｔ Ｂａ ｅｄ ｏｎ ０８ ５１ ４
Ｗ ａ ｇ Ｚｈ ｇ ｏ ，Ｇａ ｆ ｎ ｎ ｉｕ 。 ｏ Ｙｕ ｅ ｇ ，Ｌｉ ｌ ｎｇ ， Ｌｉ Ｘｕ ｌ ｎ ｕ Ｙａ ｏ ｉ ｅｉ ａ
能 节点 的设 计 方 法 ， 出 了硬 件 原 理 图和 软件 流程 图。该 智 能 节 点 已经 应 用 于某 车 辆模 拟 教 学 系统 ， 用情 况 良好 。 给 应
C8051F040的车用CAN总线智能节点设计
C8051F040的车用CAN总线智能节点设计
王治国;高玉峰;刘亚龙;吕雪莲
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2010(000)010
【摘要】为了解决传统设计方法带来的问题,现代车辆广泛采用了综合电子系统.总线是综合电子系统的基础,CAN总线由于具有多种优点,在综合电子系统中得到了广泛应用.文章详细介绍了一种以C8051F040单片机为核心的CAN总线智能节点的设计方法,给出了硬件原理图和软件流程图.该智能节点已经应用于某车辆模拟教学系统,应用情况良好.
【总页数】4页(P32-34,37)
【作者】王治国;高玉峰;刘亚龙;吕雪莲
【作者单位】装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;北京航天飞控中心【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
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基于MC9S12DG128的汽车CAN总线智能节点设计
Ｃ ＡＮ 协议 工作 原理 的描述 篇 幅很 大 ， 面 简要 下 描述 作 为 软 件设 计 基 础部 分 的 Ｃ ＡＮ 总线 协 议 ２ ０ ．
帧间 乏 ＋一 数据帧 — — —＋Ｌ 问空问
报文 格式 。Ｃ ＡＮ 总线 的数 据 帧格式 如 图 ３ 示 。 所 Ｃ ＡＮ数 据桢 分为 ： 始场 （ ＯＦ 、 开 Ｓ ）仲裁 场 、 制 控 场 、 据 场 、 环冗 余校 验场 （ Ｒ 、 答 场 （ Ｋ） 数 循 Ｃ Ｃ）应 ＡＣ
摘
要： 介绍汽车 Ｃ ＡＮ总线节点设计 ， 出一种基 于微 控制器 的总线节 点解 决方案 。选 择 ＭＣ Ｓ ２ １ ８作为 节 提 ９ １Ｉ ２ ￣
点控 制器 ， 选用 Ｐ Ａ８Ｃ ５ Ｃ ２ ２ ０收发器 ； 软件设计 编程 实现对 Ｃ Ｎ 总线节点 数据通 信 ， Ａ 即完成 Ｃ ＡＮ控 制器初 始化 、 报
行业 Ｃ ＡＮ 总 线更是 以其优 异 的性 能成 为 汽 车 局域 网 的发展 趋势 。 汽车 电子 控制 系统 采用 网络 化设 计 ， 利用 Ｃ ＡＮ
口模 块包 括 Ｓ ＩＳ ＩＩ Ａ／ Ｃ Ｐ 、 Ｃ 、Ｉ Ｃ、 Ｄ、 ＡＮ、 Ｗ Ｍ 等 ， Ｐ 在 汽 车 电 子 等 应 用 领 域 具 有 广 泛 的 用 途。
靠性 。
行数 据通 信 总线 。具 有 高 保 密 性 ， 一 种 能 有效 支 是 持 分 布式 控 制 或 实 时 控 制 的 串 行 通 信 网络 。近 年 来 ，ＡＮ 总线 作 为一 种可 靠性 高 、 格低 廉 、 术成 Ｃ 价 技
CAN总线智能节点设计
出可靠 性 、 时性 和灵 活 性 的 串行数 据通 信 协议 ， 的 出 实 它
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｖ ｅ ｏ ｈ ｏ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｉ ｗ ｆｔ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ ｒ ｑ ｅ ｔｆ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｕ ｄ ｒ ｔ ｒ ｔ ｒ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｙ ｔｍ ， ｙ ｅ ｄ ｓｇ ｆｓ ｒ ｎ ｃ ｔ ｅ ｕ ｓ ｏ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｗａ ｅ ａ ｇ ｔｄ ｔ ｃ ｉｎ ｓ ｓ ｅ ａ ｔ ｐ ｅ ｉ ｎ ｏ ｍａ ｔ ｏ ｎ ｄ ａ ｅ ｎ Ｍ ＣＵ ｐ ３ ｎ ＡＮ ｏ ｔｏ ｌ ｒ ＭＣＰ２ ５ Ｓ ｒ ｖｄ ｄ ｏ ｅｂ ｓ ｄ ｏ ｍｓ ４ ０ ａ ｄ Ｃ ｃｎｒｌ ｅ ５ ｐ ｏ ｉ ｅ 。Ｔｈ ｃ ｍｍ ｕ ｉ ｔ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ａ ｎ ｄ ｎ １ ｉ ｅ ｏ ｎ ｃ ｉ ｂ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｄ ａ ｏ ｍｉｒ ｃ ｍｐ ｔｒ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｅｌ ｅ ｔ ＣＡＮ ｏ ｎ ｃ ｉ ｎ ｃ ｒ ｎ ｅ ｈ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｄ ｕ ｄ ｒ ｔ ｅ ＣＡＮ２ ０ ｔ ｃ ｎ ｃ ｌ ｓａ ｄ ｒ Ｓ ｒ ａｉｅ ｏ ． ｅ ｈ ｉａ ｔｎ ａ ｄ ｉ ｅ ｌ ｄ，ｔ ｅ ｚ ｈ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｐ ａ ｆ ｒ ｄ ｓｇ ｎ ｈ ｏ ａ ｄ ｒ ｌｔｏ ｍ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｍｍ ｕ ｉａ ｉｎ ｏ ｔ ｒ ｅ ｌ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｃ ｍ ｐ ｅｅ ．Ｔｅ ｔｒ ｓ ｌ ｎ ｉａ ｅ ｔ ａ ＡＮ ｎ ｃ ｔ ｓ ｓ ｆｗａ ｅ ｒ ａｉ ｔ ｒ ｏ ｌｔ ｄ ｏ ｚ ｏ ｓ ｅ ｕ ｔ ｉｄ ｃ ｔ ｈ ｔ Ｃ ｓ ｎ ｔ ｒ ｏ ｅｗｏ ｋ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ ｉ ｃ ｕ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｌ ｂ ｅ ｎ ａ ｃ ｉｖ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｉ ｎｃ ｔ ａ ｃ ｒ ｔ ｎ ｅ ｉ ｌ ，ａ ｄ ｈ ｓａ ｈ ｅ ｅ ｈ ｅ ｉ ｎ ａｍ． ｏ Ｓ ａ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ＣＡＮ ｙ ｒｓ ＢＵＳ ｍａ ｔｎ ｄ ；ｕ ｄ ｒ ｔ ｒ ｔ ｒ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎ ｓ ｓ ｅ ；ＭＳ ３ ；ｓ ｒ ｏ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｅ ａ ｇ ｔ ｔ ｃｉ ｙ ｔ ｍ ｄ ｏ Ｐ４ Ｏ；Ｍ ＣＰ ５ ５ ２ １
CAN智能节点设计
Ｃ Ｎ 点 主 要 有 三 部 分 组 成 ，微 控 制 器 、Ｃ 协 议 控 制 器 Ａ节 Ｎ Ａ
和Ｃ 总线 收发器 。硬件 电路 的设计主要是Ｃ Ｎ Ｎ Ａ Ａ 协议控制器 与 微 控制器 之 间的接 口电路 ，以及Ｃ 总线收 发器 与物理 总线 Ｎ Ａ 之 问 的电路设计 。Ｃ 协议控 制器是 接 口电路 的核 心 ，它 主 Ｎ Ａ 要完成Ｃ 总线的通信协议 ，而Ｃ Ｎ Ｎ Ａ Ａ 总线 收发器 的功 能是增大 通信 距离 ，保护 系统 不受干扰 。以下对 用到 的主要芯 片进 行
Ｍ Ｐ ５ ５ 是 一 款 具 有 标 准 串 行 外 设 接 口 （ ｅ ｒ ａ Ｃ２ １ Ｓａ ｉｌ Ｐ ｒ ｐ ｅ ａ Ｉ ｔｒ ａ ｅ Ｐ ）的Ｃ Ｎ ｅ ｉ ｈ ｒ ｌ ｎ ｅ ｆ ｃ ，Ｓ Ｉ Ａ 协议控制 器 ，完全 支持
简单介绍。
１ ０ 。 （ ）Ｃ 采用 的是 短帧 结构 ，每一 帧的有 效字节 １个 ５ Ａ Ｎ
数 为８ ，具有 Ｃ Ｃ 验 和其 它检 测 措施 ，数 据 出错 几 率 个 Ｒ校 小 。Ｃ Ｎ 点在错误 严重 的情况 下 ，具有 自动关 闭功能 ， Ａ节
２ １Ｍ Ｐ ５ ５ ． Ｃ ２ １ 简介
ｐｏ ｔｂ ｌ ｙａ ｄ Ｓ ｎ ｒａ ｉ ｔ ｎ Ｏ ｏ ． ｉ Ｋｅ ｒ ｓＤｉｔｉｕ ｅ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ； ｙｗｏ ｄ ： ｓｒｂ ｔｄ Ｃｏ ｔｏ ｓｅ ＣＡＮ ｕｓＩ ｅｌ ｅ ；ｏ ｔｂｌ ｙ Ｓ Ｂ ； ｎｔｌｇ ｎｔＰ ｒａ ｉｔ ｉ ｉ
ｌ 引言 ＣＮ （ｏ ｔ ｏ ｌ ｒ Ａ ｅ ｅｗ ｒ ） 线 ，又 称控 制 器 Ａ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｒ ａ Ｎ ｔ ｏ ｋ 总 局 域 网，是Ｂ ｓｈ 司在现代 汽车 技术 中领先推 出的一种 ｏｃ公 多主 机局部 网。由于其卓越 的性 能 ，极高 的可靠 性，独特 灵 活 的设计 和 低廉 的价 格 ，现 己广 泛应 用于 工业 现 场控 制 、智能大 厦、小区安防 、交通 工具、 医疗 仪器 、环境监 控 等众 多领域 。Ｃ 已被 公认为 几种最 有前途 的现场 总线 Ｎ Ａ 之 一 。Ｃ Ｎ 线规 范 已被 Ｉ Ｏ Ａ总 Ｓ 国际 标准 组 织制 订 为 国际标 准 ，Ｃ 协议 也是建 立在 国际标 准组织 的开放 系统互 连参 Ｎ Ａ
CAN总线的分布式智能节点的设计
线节点设计方案 ， 细介绍 了工作原理 、 详 硬件结构 、 软件设 计． 实验证 明， 该节点可 以完 成数据采集 、 接收
和发送 ， 有较好 的扩展性和通用性． 具
关键词 ：Ｃ Ｎ总线 ； ９ Ｄ １８ 智能节点 ； 布式 ； Ａ ＭＣ Ｓ Ｇ ２ ； 分 通信
中图分类号 ： ＰＭＣ ． 虑到 系统 的简洁 与 通用 Ｕ考 性 ， 文采 用第二 种方 法 ， 本 系统如 图 １ 所示 ． 从 图 １可 以看 出 ， 每个节 点都可 以通过 Ｃ Ｎ总 Ａ 线与其 他节 点进行 通 信 ， 取 其 他从 节 点 的 信息 并 读 发 出控 制指 令． Ｃ Ｎ总 线 网 络 中 ， 在 Ａ 数据 以报 文 为 单位进 行传 输 ， 点 采 用 仲 裁 方 式 对 总线 访 问． 节 在
示 ． 电路 主要有 ＭＣ Ｓ Ｇ ２ 该 ９ Ｄ １ ８单 片机 和 Ｃ Ｎ 总线 驱 动 器 Ｐ Ａ ２ ２ ０组 成 ． Ｃ Ｎ１ 块 的 Ｃ Ｎ ｘ和 Ａ Ｃ ８Ｃ ５ ＭＳ Ａ ２模 ＡＴ
随着 总线技术 的不 断发 展 ， 工业 控 制系统 越来越 向“ 网络化 ” “ 入化 ” 向发展 ， 要 求将 现 场 的生 、嵌 方 并 产设备 有机 地结合 在一起 ， 各种设 备之 间能 够提 供信 息 交换 ］Ｃ Ｎ总线 是 一种 “ 主竞 争 ” 总线 形 使 ．Ａ 多 的
式， 它废除了传统的站地址编码方式 ， 代之 以对数据信息进行编码 ； 它采用总线型拓扑结构协议 ， 具有多主 工作方式、 实时性强 、 传输距离远 、 抗干扰能力强、 成本低的特点 ， 可以较好地满足网络测控技术的要求． 因 此， 本文 提 出 了一种 基 于 Ｃ Ｎ总线 技术 的分 布式机 节点 的设计 方案 ． Ａ
基于LPC2132的CAN总线智能节点设计
（ 海军大连舰艇学 院 ，辽宁 大连 １ １ ６ ０ １ ８ ） 摘 要 ：Ｃ Ａ Ｎ — ｂ ｕ ｓ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ Ａ ｒ ｅ ａ Ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ）是 国际上应 用最广泛的现场 总线之 一 ，作为一种技 术先进 、可靠性 高、
认 为是 最 有前 途 的 现场 总线 之 一 。 计算 机 技 术 和 通 信 技 术 的飞 速 发 展 ，使 得 以 Ａ Ｒ Ｍ 为 技 术
Ｌ Ｐ Ｃ ２ １ ３ ２内部没 有集 成 Ｃ Ａ Ｎ控 制器 ，为 了使 得 Ｌ Ｐ Ｃ ２ １ ３ ２能 够 利用 Ｃ Ａ Ｎ 总线 进行 通信 ，可 以通 过外 部 扩展 来拓 展其 功 能 。
１ 引言
Ｃ Ａ Ｎ 现 场 总 线 是 为 解 决 现 代 汽 车 中众 多 的 电控 模 块 之 间 的数据交 换而开 发的一种 串行通信 协议。Ｃ Ａ Ｎ 协 议 使 用 多 主
２个 定 时器 ，Ｐ ＷＭ 单 元 可 提 供 多 达 ６个 Ｐ ＷＭ 输 出 。８ 通道 １ ０ 位 Ａ Ｄ Ｃ ，实时时钟 Ｒ Ｔ Ｃ，看 门 狗 定 时器 Ｗ Ｄ Ｔ．４ ８个 通 用 Ｉ ／ Ｏ 引脚 。 （ ４ ）Ｃ Ｐ Ｕ时钟高达 ６ ０ ＭＨ ｚ ，具 有 片 内 晶 体 振 荡 器 和 片 内
Ｈ ＵＡ Ｘｉ ｎ － ｇ ａ ｎ ｇ 。 ＬＩ Ｕ Ｚｈ ａ ｏ － ｙ ｕ ｎ － ｃ ｈ ｕ ａ ｎ， ＡＮ Ｋａ ｉ 。 ＬＵ Ｘｉ ａ － ｘ ｉ ａ。 ＨＵ Ｈｏ ｎ ｇ － ｃ ａ ｎ
（ Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｎａ ｖ ａ ｌ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ １ ８， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
CAN总线中基于无线传输方式的智能节点设计
线控制 器为核心的智能节点 电 ； ， 出 应的软件控制 流程 。实验 结果表 明， 计的节点能可靠有 效地 收集数据 。 路 最后 给 相 设
关键词 ：Ａ Ｃ Ｎ总线 ； 能节 点； 智 无线通信 ；Ｒ ９ ５ ＭＳ ４ ０ １９ ｎ Ｆ ０ ； Ｐ３ Ｆ４ 中图分类号 ：Ｐ １ Ｔ ２２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ２—１４ （０ １ １ ０ ６ ０ １０ ８ １ ２ １ ）０— ０４— ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆｉｔｌｉｅ ｔ ｏ ｅ ｂ ｓ ｄｏ ＲＦ ０ ｏ Ｎ ｕ ａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｅ ｅ ｔｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｓｒ ｃ ： ｅ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅｌ ｎ ｄ ａ ｅ ｎ ｎ ９ ５ ｆｒＣＡ ｂ ｓｗ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｉ ｒ ａ ｐ ｌ ｔ ｎ ｇ ｎ ｏｎ ｓ ｈ ｃ ｏ ｆ ｌｓ ｏ ｉ ｄ ｆ ｅ ＣＡＮ ｂ ｓ Ｆ ｒ ｔ ， Ｎ— ｕ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｗｉ ｌｓ ｏ ｕ ． ｉ ｌ ａ ＣＡ Ｂ ｓｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｂ ｄ ｏ ｒ ｅ ｓｃ ｍｍｕ ｉ ａｉｎ ｗ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ Ｓ ｃ ｎ ｌ Ｉ ｔｏ ＲＦ ０ ｓｙ ｓ ｅ ｎ ｃ ｔ ａ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｅ ｏ ｄｙ，ｔ ｏ ｋ ｎ ９ ５， ｏ ＭＳ ４ ０ ａ ｄ Ｃ ｏ ｔ ｌ ｒａ ｅ ｃ ｒ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｈ ａ ｄ ｒ ． ｉ ａｌ ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ｏｔ ａ ｅ ｗ ｓｉ ｔ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｔｓ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ Ｐ ３ ｎ ＡＮ ｃ ｎｒ ｌ ｓｔ ｏ ｅ ． ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ Ｆ ｎ ｌ ｈ ｙ ｔ ｓ ｆ ｒ ａ ｎｒ ｕ ｅ ． ｈ ｅ ｔｒｓ ｌ ｈ ｗ ｏｅ ｈ ｙ． ｅ ｗ ｏ ｓ
C8051F040的车用CAN总线智能节点设计
C8051F040的车用CAN总线智能节点设计电气与电子系统是车辆的重要组成部分，其工作状态直接影响车辆的性能。
按照传统设计思想设计车辆电气系统时，往往采取堆积各种子系统的途径来提高系统的性能，因此车辆内部各子系统之间单纯面向任务而不考虑与全局的关系。
随着子系统及装置数量不断增加，传统设计方法遇到了一系列问题：线路增多、布线复杂、电磁干扰增加、系统可靠性下降、检查维修困难等。
为了解决上述问题，现代车辆采用了综合电子系统。
总线是综合电子系统的基础，通过总线节点，综合电子系统可采集、使用、分配和共享车内所有电子系统的各种信息，达到弱化矛盾、增强整体功能的目的。
CAN 总线由于具有性价比高、可靠性高、实时性好、灵活性强等特点，得到广泛应用。
本文针对CAN 总线，提出了一种基于C8051F040 的通用总线智能节点的设计方法。
1 总体设计本文采用C8051F040 单片机作为智能节点的主控芯片来设计CAN 总线通用智能节点。
智能节点通过现场信号调整、高速数据采集获取该节点下设备的参数，并通过总线收发器将数据发送到CAN 总线，同时根据参数及总线上的其他信息和命令对设备进行控制。
通过CAN 总线智能节点，可将车辆电气系统各子系统及设备紧密联系在一起，构成一个实时控制网络，如图1 所示。
考虑到智能节点的通用性，经过对车辆各子系统和设备参数进行分析，确定了智能节点主要指标。
①信号输入：8 路模拟信号输入，16 路数字信号输入，2 路脉冲量输入；②控制信号输出：2 路模拟控制信号输出，8 路数字信号输出；③CAN 总线接口：1 个CAN 总线接口(支持CAN2．0A 和CAN2．0B)。
2 硬件设计CAN 总线节点有两种设计方法，一种采用通用微控制器结合独立CAN 控制器加上收发器，另一种采用集成CAN 控制器的微控制。
基于LPC2368的CAN总线智能节点设计
１ 引言
最初 Ｃ ＡＮ—ｕ 被设计 作为 汽车环 境 中 的微 控 ｂｓ 制器通讯 工 具 ， 于在 车 载各 电子 控 制 装 置 Ｅ Ｕ 用 Ｃ 之间交 换 信 息 ， 而 形 成 汽 车 电 子 控 制 网 络。 从 Ｃ ＡＮ总线 使用 多 主 机模 式 进 行 组 网， 讯 方 式灵 通
２ 硬 件 设 计
２ １ Ｌ Ｃ ３ ８ 控 制器特 点 ． Ｐ ２ ６ 微
活 ； 用非破 坏性 的总 线 仲 裁技 术 ， 省 了总 线 冲 使 节
突仲裁 时间 ； 据包采 用短 帧结构 ， 输 时间短 ， 数 传 受
Ｌ Ｃ ３ ８处理 器是 基 于 一款 支 持 实 时仿 真 和 Ｐ ２６ 跟踪 的 ３ ２位 ＡＲ Ｔ Ｍ７ ＤＭＩ微 控 制 器 ， 带 有 并
干扰概率 低 ， 输距 离 长 ； 备 完 善 的错 误 处 理 机 传 具
１ ＫＢ 嵌 入 的 高 速 Ｆ ａｈ 存 储 器 ， ８ Ｌｓ ５ ＫＢ 的 制， 保证了总线的健壮性 。可以说 Ｃ Ｎ ｂ ｓ Ａ —ｕ 总线 ５ ２ Ｒ １８位 在通信能力 、 可靠性 、 实时性、 灵活性 、 易用性、 传输 Ｓ ＡＭ ；２ 宽度 的存 储 器 接 口和 独特 的加 速结 使 ２ 对 距离 等方面较 其 他 串 行 总线 有 着 明显 的优 势 。鉴 构 ， ３ 位 代码 能够在 最大 时钟 速率 下运 行 ； 代
周 爱军 胡宏 灿 崔 大连
大连 １６ １ ） ０ ８ １ （ 海军大连舰艇学 院装备 自动化系
摘
要
Ｃ －ｕ （ ｏ ｔ ｌ ｒＡ ｅ ｔ ｏｋ 是 国际上应用最广泛的现场总线之一 ， ＡＮ ｂ ｓＣ ｎｒ ｌ ｒａＮｅｗ ｒ） ｏｅ 作为一种技术 先进 、 可靠性高 、 功
项目七 汽车CAN总线系统智能节点的设计【 汽车单片机应用技术】
（2）高速、实时、容错的网络控制技术 线控概念(x-by-wire)是一种新的汽车工程概念，目前己有使用线控 系统的概念车出现。2002年1月初在底特律举行的北美国际车展上， 展出的跑车Autonomy就首次在汽车中使用了x-by-wire技术。x-by-wire 技术在未来将是十分重要的技术，该技术极大改善了汽车的可操纵性
败。这种现象称为冲突。为了避免冲突，每次只能由一个站点发送信号
，因此，必须有一种仲裁机制来决定每次由哪个站点使用信道，这是属 于数据链路层的任务。总线网中通常采用分布式的控制策略，如CSMA/ CD协议就是常用的规范。
总线拓扑的优点是，所需电缆长度短，布线容易。总线仅仅是一个传
输信道，没有任何处理功能，从硬件的角度看，它属于无源器件，工作 的可靠性较高，增加和减少站点都很方便。缺点是系统范围受到限制(由 于数据速率和传输距离的相互制约关系)。一个站点的故障可能影响整个 网络，故障的检测需要在各站点上进行。
环型拓扑的优点是，所需介质长度较短；它的链路都是单方向性的，因而 可以用光纤作为传输介质。环型拓扑的缺点是，一个站点的故障会引起全网的 故障。
汽车网络大多采用总线型拓扑结构E的汽车网络分类
位传输速率
应用场合
A
低速，<l0Kbps
应用于只需传输少量数据的场合，如控制行李箱 开启和关闭
（3）多媒体、高带宽的网络
未来汽车网络同时将是一个多媒体、高带宽的网络。它能使车主生活更轻松， 并在某种程度上将办公室移入车内。若从长远来看，汽车甚至可以成为一个网站 ，人们可以下载软件以提高汽车的性能。目前，此类技术尚处研发阶段，与蜂窝 移动电话技术相结合，如全球定位系统(GPS)和导航系统等少数技术己在高档汽车 得到应用。作为最早的汽车电子产品的汽车收音机，现在不止是一种娱乐工具， 还可以适配导航系统等的接口。
基于CAN总线智能节点通信接口的设计
Ｃ ＡＮ 对 象层 （ ｅｏ ｊ ｔ ａ ｅ） Ｃ ｔ ｂ ｃ ｌｙｒ ； ＡＮ 传 输层 （ｈ ｒｎ ｆ ｙ ｒ ； ＡＮ 物理层 （ｈ ｈ ｉ ｌａ ｅ） ｈ ｅ ｔｅｔ ｓ ｒｌ ｅ）Ｃ ａ ｅ ａ ｔｅｐ ｙｃ ｙｒ． ｌ ａｌ
１２ Ｃ ． ＡＮ 的通信 协议
收 稿 日期 ： ０ ６ ０ — ６ ２ ０ —６２ 基 金 资 助 ： 西 自然 科 学 基 金 （ 科 自 ０ ８ ０ ８ ． 广 桂 ４１１）
作 者 简 介 ： 胜 永 （ ９ ６） 男 ， 庆 市 人 ， 西 工 学 院 电子 信 息 与控 制工 程 系助 教 ， 中科 技 大学 计 算 机 学 院在 读 硕 士 研 究 生 。 刘 １７一， 重 广 华
志着工 业控 制技 术领 域有 一个 新 时代 的开 始 ， 将对 该 领域 的发 展产 生 重要 的影 响 ， 并
目前 Ｃ ＡＮ 总线 在 众 多领域 被广 泛采 用 。Ｃ ＡＮ（ ｏ ｔｏ ｅ ｒａＮｅｗｏｋ 控制 局 域 网 ， Ｃ ｎｒｌｒＡ ｅ ｔ ｒ ） ｌ 由于具有 高性能 、 高 可靠 性 以及独 特 的设 计 ， 来越 受 到人们 的重视 ［ 。 越 ２ 由于 Ｃ ］ ＡＮ 总线 本 身 的特点 ， 其应 用 范 围 目前 已经不再 局 限于开 始 的汽 车行 业 ， 向过 程 工业 、 械工 业 、 而 机 纺织 工业 、 用 机械 、 器 人 、 农 机 数控 机 床 、 医疗 器 械及 传感
摘 要 ： 介绍 Ｃ ＡＮ总线 的通信协议 和 Ｃ ＡＮ 控制器 Ｓ Ａ１ ０ ， 出以单 片机 Ｐ ９ ５ Ｘ２ Ｎ 和 Ｃ Ｊ ０ ０提 ８Ｃ ２ Ｂ ＡＮ控制器 Ｓ Ａ１ ０ Ｊ ００
为核心 ， 成 Ｃ 组 ＡＮ 总 线 智 能 节 点 的 通 信 接 口设 计 方 法 ， 细 介 绍 了设 计 的硬 件 电路 原 理 图和 控 制 器 ＳＡ１０ 详 Ｊ ０ ０的 初 始 化 、 送 和 接 收 模 块 程 序 的设 计 方 法 。设 计 内容 较 好 地 解 决 了智 能 节 点 的通 信 要 求 。 发
基于车载CAN总线的倒车雷达智能节点设计
Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｅ ｅ ｉ ｇ ｒ ｄ ；Ｃ ｙ ｗｏ ｄ Ｃ ｒ ｖ ｒ ｎ ａ ａ ｒ ｓ ｒ ＡＮ－ ｕ ｅ ｉ ｌ ；ｉｔ ｌ ｇ ｎ ｏ ｅ ｏ ｂ ｓ ｏ ｖ ｈ ｃｅ ｎ ｅｌ ｅ ｎ ｄ ；ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｍｅ ｓ ｅ ｅ ｉ ｆ ｉ ｔ ｎ ｃ ｔ ｓ ａ ｓ ｄ ｓｇ ｏ ｇ ｎ
在汽 车 电子 领域 中 ．倒 车雷 达运 用 声波 脉 冲
网络 上 的其 它控 制器 ． 以实 现其 它 功 能 ， 如 ， 例 通过 主控制 器控 制汽 车 自制 动 ：网络上 的仪 表接 收到 障
Ｔ Ａ１ ５ ＡＮ ｔａ ｓｅｖｒ ｈ ｎ ｔｅ ａ ｅ ｉｅ ｈ ｖｒｌ ｈ ｒｗａｅ ｒｃ ｉ ｃｕ ｅ ｏ ａ ｅ ｅ ｉｇ ｒｄ ｒ ＣＡ ｂ ｓ Ｊ ０ ０ Ｃ ｒ ｃ ｉｅ．Ｔ ｅ ． ｈ ｐ ｐ ｒ ｇｖ ｓ ｔｅ ｏ ｅａｌ ａｄ ｒ ａ ｈｔ ｔｒ ｃｒ ｒｖ ｒ ｎ ａ ａ， ｎ ｅ ｆ ｓ Ｎ— ｕ
Ｄｅ ｉ ｎ ｆ Ｉ ｅｌｇ ｎｔ Ｎｏ ｏ ｒ Ｒｅ ｅ ｓｎｇ Ｒａ ａ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｏ ｎｔ ｌｉ ｅ ｄｅ ｆ ｒ Ｃａ ｖ ｒ ｉ ｄ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ＣＡＮ－ｂ ｓ ｏ ｈ ｃｅ ｕ ｆ Ｖｅ ｉ ｌ
ＨＵＡＮＧ ｏ， Ｔａ ＲＵＩ Ｘｉｏ ｙ ｎ， ａ — ａ ＧＥ Ｌｉｆ ｎ —ｅ ｇ （ｃ ｏｌｏ ｅ ｔ ｎｃ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｓ ｈ ｏ ｆＥｌｃｒ ｉ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙ，Ａ ｈ ｉＵｎｖ ｒｉ ，Ｈｅｅ ３ ０ ９ ｈｎ ） ｏ ｎ ｕ ｉｅｓｔ ｙ ｆｉ２ ０ ３ ，Ｃ ｉａ
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汽车ECU电路分析 ECU电路解析正如在本章开始时我们讲到的，不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的，但结构组成和主要功能是基本一样的，因此我们以有代表性的BOSCH MOTRONIC系统为例进行ECU的电路分析。
1、BOSCH MOTRONIC系统结构图BOSCH MOTRONIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性，国内生产的大部分车型采用的都是BOSCH电子喷射系统。
图5.11为MOTRONIC系统框图，在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成，各部分的联系情况，对于更好的了解电脑的工作过程，以至于分析故障与维修都是大有帮助的。
图11Motronic系统框图1－燃油箱；2－燃油泵；3－燃油滤清器；4－燃油压力调节器；5－燃油脉动衰减器；6－电子控制单元；7－分电器；8－喷油嘴；9－冷起动喷油嘴；10－节气门；11－节气门开关门；12－空气流量计；13－氧传感器；14－热敏开关；15－水温传感器；16－辅助空气阀；17－曲轴位置传感器；18－主继电器；19－燃油泵继电器在图11中，电子控制单元作为电控发动机的核心部分，由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成，英文表示为Electric control unit简称ECU。
其作用是接收各种传感器送来的信息，以它们进行运算、处理、判断后再发出指令信号，经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元，从而实现对发动机的各种工况的控制。
这里提级的ECU是各种控制单元的统称，ECM/PCM 则是发机控制模组或动力控制模组的缩写，是包含于ECU范围之内的。
2、BOSCH MOTRONIC1.3电路分析汽车电子控制单元（ECU），不论是BOSCH的MOTRONIC，福特的EEC IV、V，通用的P4、P6等，其最终的目的只有一个，让发动机工作的更出色，表现为动力更强劲，噪声小，污染低。
这是针对发动机系统而言，其他系统也是一样，每个系统都有自己的目标，这就好像是电视机一样，世界各国生产的电视机，无论是哪个厂家的，都是要以接收电视节目为目的。
基于这样一种认识，我们可以把ECU抽样化的分成几个部分，见图12所示。
从图中我们可以看到，ECU由MCU（微处理器）、输入电路、输出电路、A/D转换器及部分组成，各部分功能描述如下：（1）输入电路从传感器来的信号，首先进入输入回路，对于模拟信号，去除杂波干扰，把小信号进行放大，把正弦波变成矩形波；对于数字信号，进行缓冲后可直接与MCU或I/O扩展电路连接。
同时输入电路还将电源电压转换成适合微机使用的工作晓以大义。
即输入电路是对信号进行整形同时提供系统各部分所需要的不现的工作电压。
（2）A/D转换器输入ECU的传感器信号有两种：一种是模拟信号，另一种是数字信号。
信号的形态不同，输入ECU内的处理方法也不一样。
数字信号可直接送入微处理器，模拟信号则要经过A/D转换器（模拟/数字转换器）转换成数字信号才送入微处理器。
早期的MCU自身没有A/D转换器功能，为完成这样的转换，可以通过扩展A/D转换器来实现。
如奔驰的CIS－E系统的就是通过A/D0809这样一个A/D转换器来实现的。
较新类型的MCU由于自身具有A/D转换功能，已不需要进行外部扩展了。
（3）输出电路它是微机与执行器之间的联系电路。
由于微机输出的是数字信号，而且电流很小，一般是不能驱执行器工作的。
经过输出回路后，通过其中功率三极管或功率MOS管的放大作用，提供足够的驱动电流，大部分的负载工作于开关状态下。
在汽车这个特定的工作环境，大部分的执行器/驱劝器都与线圈有关，从电磁喷油器到电磁阀、各种马达、继电器、包括点火线圈，等等，因此有人夸张的说，汽车的输出电路的任务实质就是驱动线圈工作。
我们不管这样的结论是不是太武断，但这种描述的确比较容易理解。
（4）微处理器（MCU）它是ECU的核心部分，由中央处理器（CPU）、存储器（ROM－RAM）、输入/输出口（I/O）等组成。
它能根据需要，用内存的程序和数据对各种传感器送来的信号进行比较、运算和修正，并将处理结果以指令的形式送至输出电路。
驱动相关元件，完成控制功能。
图13、图14为德国宝马汽车所采用的Motronic M1.3系统电子控制单元的内部原理图。
（3）输出电路它是微机与执行器之间的联系电路。
由于微机输出的是数字信号，而且电流很小，一般是不能驱执行器工作的。
经过输出回路后，通过其中功率三极管或功率MOS管的放大作用，提供足够的驱动电流，大部分的负载工作于开关状态下。
在汽车这个特定的工作环境，大部分的执行器/驱劝器都与线圈有关，从电磁喷油器到电磁阀、各种马达、继电器、包括点火线圈，等等，因此有人夸张的说，汽车的输出电路的任务实质就是驱动线圈工作。
我们不管这样的结论是不是太武断，但这种描述的确比较容易理解。
（4）微处理器（MCU）它是ECU的核心部分，由中央处理器（CPU）、存储器（ROM－RAM）、输入/输出口（I/O）等组成。
它能根据需要，用内存的程序和数据对各种传感器送来的信号进行比较、运算和修正，并将处理结果以指令的形式送至输出电路。
驱动相关元件，完成控制功能。
图13、图14为德国宝马汽车所采用的Motronic M1.3系统电子控制单元的内部原理图。
图13BMW Motronic M1.3图14BMW Motronic M1.3在BMW MotronicM1.3系统中，其核心器件是SIMENS公司的SAB 80C515，SAB 80C515是一8位单片机，有关详细情况请参阅第三章的第二节。
只读存储器S701作为SAB80C515（S700）的扩展程序存储器，构成16K ROM，同样S703作为扩展数据存储器，以此来弥补微处理器本身程序存储器和数据存储器空间不足，这样做的好处是程序可以根据需要进行调整，避免工厂掩膜后ROM内容无法更改的状况。
只读存储器（ROM）S701数据线DO~D7直接与微处理器S700的P0口连接，数据线以上拉连接到5V电源。
同时P0口还直接连接到数据存储器S703的DO~D7、S702的BUS口。
S701的高位地址线A8~A14直接同S700的P2口连接，而低8位地址线A0~A7并没有直接连接到S700上，而是连接到S702的P3口。
在这里，S702的这种接法用以实现地址锁存器的功能，解决了P0地址/数据复用的问题。
S700输出的地址信号低8位经过S702锁存，高7位直接输出到S701，同样，对于数据存储器（RAM）S703也是一样。
8根数据线每次可守成一个字节数据的传输，15根地址线，可实现215＝32768字节即32K（32768/102＝32）的程序存储空间寻址。
实际采用的ROM芯片存储容量的大小依据程序的多少而定，对于数据存储器S703来讲，A0~A12计13根地址线，可实现213＝8192字节即8K数据存储空间寻址。
SC作为片选信号，当些线为低电平时，S701被选中，OE作为读、写允许控制线，低电平时有效。
S703的用法与之类似。
OE、WR用来决定RAM芯片处在读或写的状态，二者均为低电平有效，CS为芯片选中信号，低电平时有效，S701与S703的片选信号均出自S550 BOSCH 30106专用芯片，S550在完成片选信号输出的同时，已经对芯片的地址进行了译码。
S800、S801作为开关（数字）信号输入缓冲电路。
与发动机运行状态相关的开关（数字）信号输入到ECU中，包括空调请求信号、停车/空档信号、节气门全闭信号、压缩机运转信号、点火提前角信号等。
经S800、S801缓冲后送入S702可编程并行口扩展芯片，CPU经数据总线读取外部相关开关量的状态，了解发动机的运行条件，包括负荷、工况等及时对点火和喷油进行调整，以保证发动机的运转处于最佳状态。
发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器、空气流量传感器这几个发动机动转的关键性模拟信号，经阻容元件缓冲后，直接送入CPU的8路复用模拟/数字信号输入口，在CPU内部直接完成A/D转换，将模拟量转换为数字量后参与运算、处理。
S600作为BOSCH的专用芯片，内部零件号为30015，在一个芯片的内部同时完成几个功能，第一、完成发动机转速的运算处理、处理后一方面送CPU，另外经17脚输出，送入仪表，用以显示发机的转速；第二、完成氧传感器信号接口功能，氧传感器作为一个特殊元件，其输出晓以大义的变化反映出比的大小，为使其正常工作，需要专用电路接口，而30015内部集成有这种功能。
同时S600（30015）还完成串行数据转换任务，用来同外部设备（扫描仪）进行连接，读取ECU中储存的故障码，测量车辆运行中主要元件的数据流，MCU 的串行接口无法同诊断设备直接相连接，必须要进行转，把MCU的串行通信信号转换成为汽车通信的标准格式。
S300作为ECU内部数字电路电源供应电路，输出两路5V直流电压，在保证输出稳压电压的同时，具有软起动功级，RES为控制端。
S220（LM2903）为一双比较器，与外围阻容元件一起构成上电复位及电源异常复位电路。
S702（TA13225）为可编程并行I/O接口，前面已经提到的是，配合MCU完成访问外部存储器时低8位地址信号的锁存，同时接收开关（数字）信号的输入，扩展MCU资源。
S450为BOSCH的功率半导体器件，在此完成怠速电机控制、碳罐净化电磁阀控制、燃油泵继电器控制、发动机故障灯控制等功能。
其输入端直接同内部端口相连，因驱动电机、电磁阀等需要较大驱动电流，所以此种芯片一般带有较大散热片。
芯片背面的金属部分直接同散热片相接触，可以将芯片本身在工作过程中产生的热量通过热片带走，从而降低自身温度，保证正常工作。
同样S400与S450结构、功能、型号完全相同，不现的是所控制的对象不同，S400将元件自身提供的6路输入、输出，分成两组，即输入E1、E2、E3连到一起，输出A1、A2、A3连到一起；E4、E5、E6连接到一起，A4、A5、A6连接到一起。
这样并接的作用是可以提供更大的驱动电流，因为这时是用于喷油嘴的驱动。
因车型的不同，可能需要驱动四个/六个/八个喷油嘴，在Mortnic M1.3系统中，采用分组喷射形式，这样每组要驱动的喷嘴数量为二个/三个/四个，因此需要更大的驱动电流，这样连的目的就在于此。
BOSCH MotronicM1.3实物见图15所示。
在图4.17中，左面的S400和右面的S450就是我们前面介绍的电机、电磁阀、喷油嘴驱动用的芯片，BOSCH内部号码为30080 4192/BA560.1，外形见图16芯片后面的铝片即为散热片，在图18中的芯片是负责驱动怠速电机和电磁阀的S450，喷油嘴驱动芯片S400在线路板的外一侧。
图15 BOSCH Motronic M1.3控制单元线路板图16 怠速电机、电磁阀驱动芯片线路板图与电原理图纸对照着看，可以让我们更清楚的认识每个元件，包括元件外部形状，封装形式，在电路板上的具体位置，这样不仅有利于了解电脑的内部构成，而且对于分析线路，进而作到维修故障都是大有益处的。