基于CAN总线的客车车身控制系统可配置模块设计
基于CAN总线的车身控制模块的硬件设计
2020年第8期一、基于CAN 总线的车身控制模块的功用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有着广泛的应用[1]。
随着技术的进步，重型卡车上的电子控制器越来越多，基于CAN 总线环境下研制的车身控制模块，是重型卡车上最基本的功能性控制器。
该控制器的设置可实现重卡的整车信息共享，最优化安排各类输入输出。
通过总线，遵循一定的协议，不需要额外增加电路就可以读取其他控制器的信号，如发动机ECU 的转速脉冲信号、加速踏板的开度信号、变速箱档位信号以及其他各类传感器信号，也可采集仪表以及其他所需的信息并发送到总线。
二、重型卡车车身控制特点分析基于CAN 总线开发的车身控制模块为功率型器件，可以大功率输出，内部集成了多个继电器，可节省外部继电器，有效减少电磁干扰，优化整车线束，减少故障风险点。
除此之外，还具备故障报警、自保护、自恢复能力，车身控制模块发生故障更换固件即可，保证了整车故障的可追溯性及整车系统的可维护性。
商用车重卡运营的环境较恶劣，运行过程中会有机械振动和化学腐蚀等，对车身控制模块的安全可靠性提出了更高的要求。
整车控制网络中的各模块依据就近原则进行分布式布置[2]，各个控制器模块主要由主控制单元、信号输入单元、功率输出单元、通讯单元等组成。
主控制单元对预处理过的信号进行运算处理，并将处理的信号输出到功率模块或CAN 总线；信号输入单元接收传感器、其他装置及驾驶员输入的信号，对信号进行前置处理；功率输出单元将数字信号的驱动功率放大，有些被还原为模拟信号，使其驱动被控元件工作；通讯单元可收发数据，使网络中各个模块互相通讯。
整车CAN 总线车身系统控制网络框架如图1所示。
基于CAN 总线的车身控制模块的硬件设计文/胡珊(安徽华菱汽车有限公司)摘要:本文对CAN 总线的特点进行分析,并将其应用在重卡车身控制领域。
在研究总结了重卡车身控制系统的特点和工作原理后,提出了基于CAN 总线的车身控制模块的设计思路。
浅析基于CAN总线的客车车身控制系统
２ 基 于ＣＡＮ总线 的 客车 车 身控 制 系统 特 点 基 于 （ ＡＮ总线 系统 的车 身控 制 系 统 对客 车 来 说 主 要有 以
下优点 ： 用电器控制简化 ；２信号实现共享 ，简化 电路设 计 ； １具有过载保护 以及断路指示 ； ４－能够 自我诊断 ：
１ 客 车车 身 控制 系统 ＣＡＮ总 线 网络结 构
浅析基于ＣＡ Ｎ总线的客车车身控制系统
邱 远 红 ，王俊 红 。谭 福 伦 （金龙联 合汽 车工业 （苏州 ）有 限公 司 ，江 苏 苏州 ２１５０２６）
摘 要 ：简 单 介 绍 基 于（：ＡＮ总 线 的 客 车 车 身 控 制 系统 的 网 络 架 构 、特 点 、车 身 控 制 模 块 结 构 以及 客 年 ｌ乜器 设 计 人 员 注 意 事项 。
各 个 客 车 厂 家 车 身 控 制 系 统 产 品 不 同 ，但 基 本 控 制 思 路 大 同 小 异 ， 如 传 统 车 辆 ，主 要 采 用 图 ｌ所 示 网络 拓 扑 结 构 ，主 要 有 ２个 ＣＡＮ网络 结 构 ，其 中 车 辆 照 明 系 统 、刮 水 、声 光 报 警 系 统 等 在 车 身 控 制 系 统 ；动 力 网 络 主 要 为 发 动 机 、变 速 器 、 ＡＢＳ等 动 力 控 制 系 统 ：本 文 重 点 讨论车 身控 制系统 。
基于CAN总线的汽车电子控制系统设计与实现
基于CAN总线的汽车电子控制系统设计与实现现代汽车的电子化程度越来越高，汽车电子控制系统在其中起着至关重要的作用。
CAN总线作为一种先进的通信协议，被广泛应用于汽车电子领域。
本文将探讨基于CAN总线的汽车电子控制系统的设计与实现。
一、引言随着汽车电子技术的不断发展和普及，汽车电子控制系统已经成为现代汽车的核心部件之一。
传统的汽车电子控制系统由于其连接简单、信噪比高等特点，在某些应用场景下已经显得力不从心。
而CAN总线作为一种高可靠性、高实时性的通信协议，已经成为现代汽车电子控制系统的首选。
二、CAN总线的基本原理CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，常用于汽车及工控领域。
CAN总线基于广播方式，所有节点共享同一个总线。
其基本原理如下：1. 高速传输：CAN总线的通信速率高，能够满足现代汽车电子控制系统对实时性的要求。
2. 全双工通信：CAN总线采用差分信号传输，能够实现全双工通信，具有高抗干扰能力。
3. 冲突检测与处理：CAN总线采用冲突检测与处理机制，能够实现多节点同时发送数据的功能。
三、基于CAN总线的汽车电子控制系统设计基于CAN总线的汽车电子控制系统设计主要包括以下几个方面：1. 系统拓扑结构设计：根据实际需求，确定CAN总线的节点数量和拓扑结构。
常见的拓扑结构有总线型、星型和混合型等。
2. 节点功能设计：根据汽车电子控制系统的功能需求，确定每个节点的功能，并将其划分为控制节点、传感节点和执行节点等。
3. 总线带宽规划：通过对系统的带宽需求进行分析和评估，合理规划CAN总线的通信速率和带宽，以满足实时性要求。
4. 电气连接设计：根据CAN总线的电气连接标准，设计节点之间的物理连接，并保证连接的可靠性和抗干扰能力。
四、基于CAN总线的汽车电子控制系统实现基于CAN总线的汽车电子控制系统的实现主要包括以下几个方面：1. 节点硬件设计：根据系统的功能需求，设计CAN节点的硬件电路，包括CAN收发器、微控制器、外围电路等。
基于CAN总线的车身控制模块
基于CAN总线的车身控制模块一、本文概述随着汽车技术的快速发展，车身控制模块作为汽车智能化和电气化的核心组件，其重要性日益凸显。
基于CAN（Controller Area Network）总线的车身控制模块通过实现车辆各个系统之间的实时信息交换，为车辆的安全性、舒适性和能效提供了强有力的保障。
本文将对基于CAN总线的车身控制模块进行深入探讨，从基本原理、系统设计、关键技术及应用案例等多个方面进行详细阐述。
我们将首先介绍CAN总线的基本特性及其在车身控制领域的应用优势，随后分析车身控制模块的功能需求及设计要求，并重点讨论在CAN总线架构下如何实现高效、稳定的车身控制系统。
我们将通过实际案例来展示基于CAN总线的车身控制模块在实际车辆中的应用效果，以期为相关领域的研究和开发提供参考和借鉴。
二、CAN总线技术原理CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车和工业领域的串行通信协议。
其技术原理基于差分电压信号进行数据传输，通过两条信号线CAN_High和CAN_Low构成差分电压。
在逻辑“1”时，CAN_High线电平高于CAN_Low线，在逻辑“0”时，CAN_High线电平低于CAN_Low线。
这种差分信号传输方式具有较强的抗干扰能力，能在汽车这样电磁环境复杂的场合下实现稳定、可靠的数据通信。
CAN总线采用多主站工作方式，网络中的任意节点都可以在任意时刻主动向其他节点发送信息，而不必等待其他节点的响应。
这种通信方式大大提高了数据传输的实时性和灵活性。
CAN总线还采用了短帧结构，每帧数据长度最多为8字节，传输时间短，受干扰的概率低，更适合在电磁环境复杂的汽车中使用。
CAN总线协议定义了两种类型的帧：数据帧和远程帧。
数据帧用于发送节点向接收节点发送数据，远程帧用于发送节点请求接收节点发送数据。
CAN总线还定义了错误帧、过载帧和帧间隔等类型的帧，用于处理通信过程中的错误和过载情况。
基于CAN总线的汽车电气控制系统设计
基于CAN总线的汽车电气控制系统设计随着汽车行业的高速发展，其电气控制系统的发展也在逐渐加快，各种控制系统的更新换代促进了我国汽车行业的发展。
在该文中介绍的是CAN总线为基础的汽车电气控制系统，通过该系统的应用能够将企业的控制信号转变为信息流，然后通过分布式的控制模式来对汽车的电气控制系统进行更加高效的控制，这种控制模式打破了传统的汽车电气控制系统单一线束限制，保证了汽车电气控制系统在使用的过程中具有更高的利用率。
标签：CAN 总线；汽车；电气控制系统引言：现阶段，电子信息技术逐渐应用到了汽车领域中，而汽车总线技术的实现与发展，为汽车通信方式带来了新的发展途径，如今，怎样以总线技术为依托，对汽车的电气控制系统进行有效构建，已经成为当前领域内部关注的重点。
而以CAN为基础的总线技术，以其线路简单、扩展方便、抗干扰性强、传输速度快等优势，越来越受到汽车电子领域的重视，但由于该技术的成本相对较高，我国很多大型客车还无法对其广泛运用，因此，需要对该技术进行进一步研究。
1汽车电气控制系统的现状汽车电气控制系统需要许多驱动大功率的用电器件，如远光灯、近光灯、前后转向信号灯、刹车灯、前后雨刮器电机、电动车窗、电动后视镜、空调压缩机等行车必须的用电设备。
大型客车更有电视机、饮水机、通道灯、阅读灯等服务于乘客的用电设备。
汽车底盘也有许多传感器如速度传感器、水温传感器、机油传感器、刹车传感器、挡位传感器等等，加上诸多开关如门开关、发动机舱开关和仪表盘的各种开关等。
这些设备和传感器都需要通过导线送到中央控制器上，或从中央控制器送下来，形成了大量导线捆成的线扎，这种传统的汽车电气控制方式称为点对点的控制方式.随着车上电子装置的增加使连接的电子线路迅速膨胀，线束越来越复杂。
在汽车设计、装配、维护中的负担甚至到了无法承受的程度，而且线路接头的增加是引起安全问题的隐患。
另外线的重量和占用的空间也都是值得考虑的问题，重量的增加意味着降低效率。
基于CAN总线的汽车电子控制系统单元设计
现在汽车控制系统和传统汽车控制系统最大的区别就是现代 存 储 。
汽车 控 制 系统 将 汽 车 总线 控 制 系统 成 功 的引 入 到 汽车 控制 系统 当 Ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ｐ ｓ公 司 所 生 产 的 Ｙ Ｊ Ａ１ ０ ５ ０可 以 据的传输 网络。在汽车的内部有各种 Ｐ Ｃ Ａ ８ ２ Ｃ ２ ５ ０总线 收发 驱 动器 。Ｙ Ｊ Ａ １ ０ ５ ０为物 理 总线 和 Ｃ Ａ Ｎ控 制 器 复杂 的控 制 器 和电子 设备 ， 而 汽 车总线 控制 系统就 能 够更 好 的为 这 之 间提供 了最 佳的接 口 ， 将Ｃ Ａ Ｎ总线 的差动 发送 功能 和接 收功 能更 些设 备 提供 一个 最优 良的数 据交 换渠 道 ， 而这 种数 据 交换 渠 道又 是 好 的实 现 。对 Ｙ Ｊ Ａ １ ０ ５ ０的应用 将传 输距 离 大 幅度增 加 ， 且更 好地 将 这 样 就能够 在汽 车环 境下 将系 统 的瞬间 多元开放的【 ｑ 。所以这种渠道能够更好地将汽车控制系统当中的多 电子辐射 干扰 降低 到最 小 。
关键 词 ： Ｃ Ａ Ｎ总 线 ； 汽 车 电子控 制 系统 ； 单 元设计
在 经济 不断 发展 的今 天 ， 各个 行业 和 领域 也 都在 悄 无声 息地 发 阐述 的过程 中 ， 笔 者 主要采 用 Ｙ Ｊ Ａ １ ０ ５ ０和 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ４ ２ 总 线收 发器 所 生 着变 化 ， 在此 背景 下 汽车 行业 的 内部也 悄 悄地 发 生 了变化 。汽 车 构成 的 电子控 制系 统单 元 的 Ｃ Ａ Ｎ通信 模块 来进 行研究 和 分析 。
基于CAN总线的客车车身控制系统可配置模块设计
车 载综合 发 动机 、 传动 系 信息 模块 高 速 Ｃ Ｎ总线 Ｃ Ｎ网络 Ａ Ａ
１
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ｌ 速ＣＮ 线 Ｉ Ａ总 低
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车 奎 车 车 生 空
｝ 可配置控靛 １ 可配置控制模块 ２ 可配置控制模块 ３ 模块
控制模块及其参数配置方法 。 这种可配置控制模块 的客
车车身控制 系统具 有灵活性和通用性 ， 以应用在不 同 可 车型上 ， 足不 同客户的需求 ， 满 不仅研 发的周期短 、 费用 少， 而且方便车辆 的售后服务和备 品备件管理 。
控制单元 ） 芯片 ＭＣ Ｓ ８ Ｖ ０ Ａ ９ ０ Ｄ ６ 。Ｃ Ｎ总线控制器和存储 器集 成在处理器模 块 的芯 片 ＭＣ Ｓ ８ Ｖ ０中 。Ｃ Ｎ总 ９０Ｄ ６ Ａ
客
１ ０ 第 ５期
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技
术 与
研
究
ＢＵＳ ＆ Ｃｏ ＡＣＨ ＴＥＣＨＮ ｏＬｏＧ Ｙ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡ ＲＣＨ
基于 Ｃ ＡＮ 篡线的窑车车囊蝗 誓桑 可誓置■撇
谢
（． 大学 电子 信息 学 院 ，江 苏 苏州 １ 苏州
计
芳 ，季爱 明 １ 俞 一彪 ， ２
２５０ ；２金龙 联合 汽 车工业 （ １０ ６ ． 苏州 ）有 限公 司 ， 江苏 苏 州 ２５ ２ ） １ １３
摘 要 ： 出 一 种 基 于 Ｃ Ｎ 总 线 的客 车 车 身控 制 系统 的 可 配 置模 块 的 设 计 方 案 ， 论 述 其 模 块 的 结 构 、 提 Ａ 并
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 ， 以应 用在 不 同车型上 ， 可 满足不 同客
基于CAN总线的车身中央控制系统的设计
Ｄｅｉｎｏ ｓｇ ｆＣＡＮ ｓＢａ ｅ ｎ ｔ ｄ ｎｔ ａ ｎｔ ｏ ｙｓｅ ｂｕ ｓ ｄ ｏ ｈｅＢｏ ｙ Ｃｅ ｒ ｌ Ｃｏ ｒ ｌ Ｓ ｔｍ
Ｗａｇ ｎ ｎ Ｂｉ
Ｓ ａ ｎ ｉ ｅ ｖ ｕ ｙ ａ ｔ ｍｏ ｉ Ｏ ， ｄ ａ ｔ ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅｉ ｇｒ ｓ ａ ｃ ｓｉ ｔ ｈ ａ ｘ ａ ｙ ｄ ｔ ｕ ｏ ｂ ｌ Ｃ ． ｔ ｕ ｏ ｔ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｒ ｈ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｅ ｌ ｖ ｅ ｎ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ＡＮ ｓＢａ ｅ ｎ ｔ ｉ ｂ ｄ ｅ ｔ ｌｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｕ ｐ ｒａ ｄ ｌ ｗｅ ｏ ｕ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ： ｓｇ ｆＣ Ｂｕ ｓ ｄ ｏ ｓ ｏ ｙ ｃ ｎ ｒ ｏ ｔ ｙ ｔ ｍ， ｎ ｌ ｄ ｎ ｐ ｅ ｎ ｏ ｒｃ ｍｐ ｔｒｔ ｈ ａ ｏ
用 。目前 国内商用 车整车 厂对 于基 于 Ｃ 总线 的车 分 ：动 力总 线和车 身控 制总 线 ，两者 通过车 身 中央 Ｎ Ａ 身控 制系 统应用 还处 于起 步阶段 ， 使用 基于 ＣＮ 总 控制 器 的 网关 实现 连接 ， 得整 个汽 车 电子部 分实 Ａ 使
线 的 车 身控 制系 统 的整 车厂 也 多 数采 用 的是 国外 现信 息共 享 ，集 中控制 管理 。 中动 力总 线连接 电 其 的产 品 。 本系 统 的提 出改进 了传统 商用车 的车 身 电 控 发动 机 、Ａ Ｓ Ａ Ｒ 自动变速 器 ；车 身总 线连 接 Ｂ／Ｓ、 器控 制系 统 ，它将 车身控 制器 件 、数字组 合仪 表 以 组合 仪表 、车 身 中央 控制 器 ，通用控 制模 块 ，通 过 及 与 包括 发 动机 的其 它 控制 器 节 点连 接 起 来 组成 通 用 控 制模 块 就 近 驱动 各 种 部 件 如照 明、 电动 车
基于CAN 总线的车身控制系统设计研究
文章编号：2095－6835（2016）19－0083－02基于CAN总线的车身控制系统设计研究叶 鹏（长春汽车工业高等专科学校，吉林长春 130013）摘 要：汽车上的电子装备随着汽车电子技术的迅猛发展而不断增多，且电子装备都是集信息、电子、机械为一体的装备。
在汽车系统中，信息和电子两大技术的地位越来越高。
介绍了SAEJ1939协议和CAN总线的概况，分别探究了基于CAN总线的车身控制系统的总体设计，软、硬件设计以及相关优点，证实了在CAN总线的基础上设计车身控制系统的可行性。
关键词：CAN总线；系统设计；车身控制系统；电子装备中图分类号：U463.6 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.19.083汽车电子装备的持续增多，导致装置的电子线路迅猛增多，线路越来越复杂，进而加大了布线的难度，甚至在设计、安装、升级和维护中都已经到达了难度的最高上限。
所以，在持续增多电子装备的状况下，线束减少成为了亟待解决的问题之一。
由于点到点的布线法无法满足要求，因此，在CAN总线的基础上研究了车身控制系统设计。
1 CAN总线和SAE J1939协议概况1.1 CAN总线20世纪80年代末，英特尔和Bosch这两大公司共同研发了在汽车电气控制系统应用的CAN总线规范。
CAN总线英文名为Controller Area Network，又被称作控制器局域网。
CAN通信协议主要是对设施间的信息传输方式进行描述。
CAN技术规范包括A部分和B部分，其中，有十一位保温标识符的是CAN2 .0A，拥有二十九位报文标识符的是CAN2.B，而它们在种类上没有任何的局限性，不过非破坏性逐位仲裁是介质访问的形式，这与高适用性的小型网络十分搭调，只用价格较低的开发工具就能开发出来。
1.2 J1939协议美国汽车工程协会为车辆定义了J1939工业标准，将一个开发系统提供给电子系统是提出J1939文档的目的所在，而开放性系统开发出来后，设备间通信时就拥有了标准的体系架构。
基于CAN总线的纯电动大巴组合仪表的设计
易用、抗干扰能力强 。
纯电动大 巴组合仪表 的总设计框 图如 图１ 所示 。除 了必要 的时钟模块和电源模块外 ，所有待显示 的数据源
四 、系统软 件设 计
整个纯电动大 巴组合仪表软件设计按模块来划分 ，
各别完成不 同功能。最后启动看门狗来保证系统在故障
物理 层 收 发 器 ，集 成 隔离 ＤＣ ＤＣ转 换 器 ，符 合 Ｉ Ｏ ／ Ｓ
本文介 绍的纯 电动大 巴组 合仪表就是 利用Ｃ Ｎ总 Ａ
线 、步进电机指针仪表、液晶屏功能 ，将 电机转速等数 据使用步进电机指针仪表显示 ；使用液 晶屏分屏显示 电 机系统 、电池 系统等的运行参数 ；使用Ｃ Ｎ Ａ 总线接收数
显示 大 巴的总体信息 、电池 系统参数 、电机 系统参 数 等 ；采用中断方式接收按键信号 ，以决定Ｌ Ｄ 晶屏分 Ｃ 液
页显示 内容 ；使用Ｌ Ｄ Ｅ 灯实时显示大巴的警示信号如转 向灯 、雾灯等 。
分屏显示 ，使其显示 内容无限扩大 ；Ｃ Ｎ Ａ 总线作为一种 现代汽车应用 的多主总线局域 网，简单 的硬件电路及 串
图１ 纯电动大巴组合仪表总设计框图
目前汽车用仪表的显示方式主要有 ：指针显示 、数
字显示 、Ｌ Ｄ Ｅ 灯显示 ，还有声音效果等 。步进 电机 由于 精度高 、控制简单等优点 ，在车用仪表指针式显示将或 已经成为主流 ；液晶屏 由于显示直观、内容精确且可 以 电池总电压 、电池总电流 、电机温度 ；使用Ｌ Ｄ液晶屏 Ｃ
据报文 ；以及使用Ｌ Ｄ Ｅ 灯显示转 向灯、等警告信息。从
而满足客户对纯电动大 巴组合仪表的需求 。
二 、 系统 总体 设计
基于CAN总线的汽车控制系统设计及实现
基于CAN总线的汽车控制系统设计及实现随着科技的不断发展，汽车行业也在不断地进步和创新。
CAN总线技术的应用对汽车控制系统来讲是一个重大的突破，不仅可以提高汽车的安全性，还可以提高其性能和舒适度。
本文将围绕基于CAN总线的汽车控制系统的设计和实现进行探讨。
一、CAN总线技术的应用在汽车行业中，各种各样的传感器和执行器需要连接一个或多个控制单元，以实现对车辆的各种操作和控制。
CAN总线技术具有可以在单个总线上连接多个设备的能力，以及在高速传输过程中可以进行实时数据交换的能力。
因此，CAN总线技术被广泛应用于汽车的电子控制系统。
它不仅可以帮助提高汽车的性能，还可以提高其安全性。
使用CAN总线技术的汽车控制系统包括多个控制单元。
每个控制单元都可以根据需要发送和接收数据。
数据可以分为多个不同的数据包，在汽车控制系统中运行，以便控制单元之间进行通信。
二、汽车控制系统的设计在设计基于CAN总线的汽车控制系统时，需要考虑多个因素，例如：1. 控制单元的数量：需要确定需要使用多少个控制单元以及每个控制单元的功能。
2. 数据传输速度：需要确定需要多快的数据传输速度来确保实时数据交换。
3. 数据传输距离：需要确定需要多长的数据传输距离来确保性能和安全性。
4. 数据包的大小：需要确定数据包的大小，以提高数据传输的效率。
在确定所有这些因素后，可以开始设计汽车控制系统的电路图。
电路图中应包括CAN总线控制器，多个节点控制单元，以及实际执行操作的传感器和执行器。
三、控制器编程和实现编写代码以控制每个控制单元，并在真实设备上测试运行。
测试应包括测试电路和测试代码。
如果出现问题，应尝试识别和解决问题，以确保系统的正常运行。
在汽车控制系统中，每个控制单元都应定期检查总线上是否有新数据包，并应根据需要发送数据包。
如果检测到错误或异常情况，控制单元应能够发送警告或停机信号。
四、实现结果一旦系统开发完成，并通过所有测试，就可以将系统部署到实际设备上并进行使用。
基于CAN总线的车身控制系统设计
气 控制 系统 进行 结构 和需求 分析 ， 此基 础上 ， 在 实
现 了车载分 布式 控制 网络 系统硬 件设 计和 软件设
计。
装 置越来 越多 ， 而且 都是 机械 、 电子 和信息 一体 化 装置， 电子技术 和信 息 技术 在汽 车 系统 中所 起 的 作 用越 来越 重要 。车 上 电子 装 置 不 断增 加 ， 连 使
ｗ ｉ ｌ ｐ ｉｄ ｉ ｈｅ ａ ｔ ｍ ｏｂ ｌ ｏｎ ｒ ｌｓ ｔ ｍ ． ｄｅｙ ａ ｐｌｅ ｎ ｔ ｕ ｏ ｉｅ ｃ ｔ ｏ ｙｓ ｅ
Ｋｅｙ ｗｏ ｄｓ：ＣＡＮ ｕｓ ｏ ｅ ｗｏｒ ｒ ｂ ；ｂ ｄｙ ｎ ｔ ｋ．
０ 引 言
随着 汽车 电子 技 术 的不 断 发 展 ， 车上 电子 汽
关 键 词 ： ＡＮ 总 线 ；车 身 网 络 Ｃ
中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９
文 献标 识码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ７ —３ ４ ２ ０ ） ２０ ２ —４ ６ ４１ ７ ｆ ０ ８ ０ —２ ６０
Ａｕ ｏｍｏ ｌ ｏ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｅｍ ａ ｅ ｎ ＣＡＮ ｂ ｓ ｔ ｂｉ ｂ ｄ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｅ ｂ ｓ ｄｏ ｕ
控 制开 始迅 速转 移到 以 Ｃ ＡＮ 总线 为骨 干 网的现 场 总线 控制 。Ｃ ＡＮ 通 讯 协 议 主要 描述 设 备 之 间
将逐 渐成 为 车体控 制和 管理 的主 流 。文 中正是基
收稿 日期 ：２ ０ — ２ ０ ０ ８０ — ６ 基 金 项 目 ：长 春 市 科 技局 科 技 攻 关 项 目（ ６ Ｇ１ ８ ０Ｇ ２）
ＬＩｑｉ－ｕ， ＴＩ ｕｊ ＡＮ ｕ ｙ ｎ Ｑｉ－ ａ
基于CAN总线的汽车电子控制单元设计与应用
基于CAN总线的汽车电子控制单元设计与应用随着汽车工业的发展，汽车电子系统在现代汽车中扮演着至关重要的角色。
其中，汽车电子控制单元（ECU）是整个汽车电子系统的核心部件之一。
本文将探讨基于CAN总线的汽车电子控制单元的设计与应用。
一、CAN总线简介控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）是一种现代化的汽车网络通信协议。
它是由Bosch公司于1983年提出，旨在实现汽车电子设备之间的可靠通信。
CAN总线具有高速、高可靠性和强大的扩展能力的特点，因此被广泛应用于汽车电子系统中。
二、汽车电子控制单元设计原理基于CAN总线的汽车电子控制单元设计中，主要包括硬件设计和软件设计两个部分。
1. 硬件设计硬件设计主要涉及到电路图设计、PCB布局和元器件选择等方面。
在电路图设计中，需要根据汽车的需求确定控制单元的功能和输入输出接口。
同时，还需要考虑电路的稳定性和抗干扰能力，以确保控制单元的正常运行。
在PCB布局时，应合理布置元器件和信号线路，以减少电磁干扰的影响。
2. 软件设计软件设计是基于CAN总线的汽车电子控制单元不可或缺的一部分。
在软件设计中，可以使用基于C语言或者其他高级编程语言的嵌入式开发平台进行开发。
通过编写适当的算法和程序代码，实现控制单元与其他汽车电子设备之间的通信，并根据车辆的状态进行相应的控制。
三、基于CAN总线的汽车电子控制单元应用案例基于CAN总线的汽车电子控制单元在现代汽车中有广泛的应用。
以下是一个应用案例。
在汽车发动机控制系统中，可以使用基于CAN总线的汽车电子控制单元来实现。
该控制单元可以接收来自传感器的输入信号，例如发动机转速、进气温度等，并将这些信号进行处理后发送给发动机控制模块。
通过CAN总线与其他控制单元进行通信，以实现对发动机的精确控制。
在以上案例中，基于CAN总线的汽车电子控制单元充分发挥了其高速和可靠性的特点，实现了与其他控制单元之间实时的通信和协同工作。
基于CAN总线的汽车车身控制系统
1 引言随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的各种电子装置越来越多，电子控制装置之间的通讯也越来越复杂，而汽车上传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，造成了庞大的布线系统，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，为实现汽车控制部件的智能化和汽车控制系统的网络化提供了一个有效的途径和方法。
2 CAN总线技术简介CAN 总线是德国BOSCH 公司从20 世纪80 年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
通信速率可达1Mb/s.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。
CAN 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，最多可标识2048（2.0A）个或5 亿（2.0B）多个数据块。
采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理上受限制。
数据段长度最多为8 个字节，不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。
CAN 协议采用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。
3 系统设计思想汽车车身系统的控制对象包括：4个车门锁、2个以上车窗玻璃升降器、行李箱锁、除霜加热器、电动后视镜、前后大灯、小灯、转向灯、危险灯、雾灯、牌照灯、车内阅读灯、车厢顶灯等。
在具备遥控功能的情况下，还包括对遥控信号的接收处理和防盗系统的控制。
因此，根据以上要完成的各功能，将本系统设计为5个子模块，分别是中央控制模块（实现中控门锁、防盗、雨刮、内外灯和后窗及后视镜加热等功能），4个门控模块（分别为主驾门模块、右前门模块、左后门模块、右后门模块，来控制车窗升降器和门锁）。
图1给出了车身控制模块CAN总线结构。
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2011年10月客车技术与研究BUS &COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH客车技术与研究第5期No.52011作者简介：谢芳（1986-），女，硕士研究生。
1现有客车车身控制系统的不足随着汽车电子技术的进步，客车车身控制技术已由传统的线缆继电器控制方式，逐步发展为基于总线技术的控制方式[1-2]。
由于客车的基本车型日益增多，以及客户定单式的生产方式，导致不同车型和客户的车身控制系统需求不同，给客车车身控制系统的研发和生产带来挑战[3]。
目前，在客车车身控制系统中，需要对不同车型和不同客户需求分别进行研发设计，周期较长，成本较高[4]。
另外，不同车型和客户的客车车身控制系统在硬件和软件方面存在差异性，从而给整车厂的售后服务和备件管理带来极大的难度。
现有的客车车身控制系统一般采用如图1所示的结构。
它由几个功能固定的控制模块和一个总线仪表来实现客车车身控制。
控制模块按照在客车车身上的安装位置分为前控模块、中控模块、后控模块和顶控模块，分别控制车身对应部位的电器设备。
这些模块的功能都是固定的。
总线仪表提供高速和低速两路CAN 总线接口，高速CAN 总线接口模块通过CAN 总线连接到发动机ECU 、ABS 和底盘ECU ，低速CAN 总线接口模块通过CAN 总线连接到各个控制模块[5-6]。
如图1所示。
这种系统存在以下不足：首先，由于这些模块的功能都是固定的，只能分别控制预先设定好的电器设备，且不能更改；其次，对于不同的车身设备，需要分别设计相对应的功能控制模块，不具有统一的输入输出端口电路，需要根据实际连接的车身设备来设计输入输出电路；再次，一种车型对应一种特定的车身控制系统，存在着灵活性和通用性不足等特点。
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（2011）05-0010-03Design of Configurable Module of Bus /Coach Body Control System Based on CAN BusXIE Fang 1,JI Ai-ming 1,2,YU Yi-biao 1(1.School of Electronics &Information,Soochow Univ.,Suzhou 215006,China;2.Higer Bus Company Limited,Suzhou 215123,China)Abstract ：The authors provide a design scheme of configurable module of bus /coach body control system which can be deployed and programmed based on 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 different bus /coach and customers.It is also convenient to provide after service and spare parts management for bus /coach.Key words:controller area network bus;bus /coach body;control system;configurable module基于CAN 总线的客车车身控制系统可配置模块设计谢芳1，季爱明1,2，俞一彪1（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）动力系统仪表总线前控制模块顶控制模块中控制模块后控制模块车身控制低速CAN 总线高速CAN 总线图1现有客车车身控制系统的结构图10第5期图4低输入开关量信号电路原理图2基于CAN 总线的可配置控制模块系统针对以上系统存在的缺陷，本文设计一种基于CAN总线的通用可编程配置的客车车身控制系统的可配置控制模块及其参数配置方法。
这种可配置控制模块的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，不仅研发的周期短、费用少，而且方便车辆的售后服务和备品备件管理。
基于CAN 总线的客车车身可配置控制模块系统如图2所示。
它包含一个车载综合信息模块和若干个可配置控制模块。
每个可配置控制模块和若干个车身设备相连，可配置控制模块接收各车身设备的状态信号，并发出控制信号给车身设备。
这种可配置控制模块在安装各不相同的参数配置文件之前，具有完全相同的硬件结构和基础软件。
只有在下载并解释运行了各自的参数配置文件之后，才具有各不相同的控制功能。
即客车上安装的所有可配置控制模块的硬件与基础软件可以是完全相同的，基础软件本身并没有任何控制功能，而是根据配置参数文件实现功能的配置，解释执行参数配置文件中的可执行代码，实现不同的客车车身电器设备的控制。
2.1可配置控制模块的硬件设计在客车车身控制系统中，可编程I/O 控制模块主要实现开关量的采集和控制模拟量采集和网络通讯。
可配置控制模块硬件结构框图如图3所示。
开关量输入电路和模拟量输入电路的各路输入端口，以及控制信号输出电路的各路输出端口和各种车身设备相连；可配置控制模块接收各车身设备的状态信号，并发出控制信号给车身设备；可配置控制模块的输入、输出信号类型、输出端口的控制逻辑均由参数配置文件设定；可配置控制模块中的低速CAN 网络连接到车载综合信息模块，以实现对客车车身电器设备的控制。
存储器包括非易失存储器和随机存取存储器。
配置触发信号输入端口和配置触发信号输出端口用于配置参数的下载。
处理器模块采用飞思卡尔公司的汽车电子专用M CU （M icro Control Unit ，微控制单元）芯片M C9S08DV60。
CAN 总线控制器和存储器集成在处理器模块的芯片M C9S08DV60中。
CAN 总线通信模块的CAN 总线收发器芯片采用飞利浦公司的TJA1054[7-8]。
其中的开关量输入电路包括低输入和高输入开关量信号采集电路。
其12路低输入开关量信号电路原理图如图4所示。
此电路的优点：第一，采集所用的电源为充电电容，每次采集信号时只需为电容充电，不占用系统电源，降低系统功耗和干扰；第二，低开关量信号共用一个电源，彼此间互不干扰，简化了电路设计，提高了系统可靠性。
图2可配置控制模块系统结构图图3可配置控制模块结构框配置触发信号输入端口配置触发信号输出端口控制信号输出电路低速CAN 总线通信模块开关量输入电路模拟量输入电路存储器处理器模块车载综合信息模块可配置控制模块1可配置控制模块2可配置控制模块3车身设备11车身设备12车身设备1x车身设备21车身设备22车身设备2y车身设备n1车身设备n2车身设备nx低速CAN 总线发动机、传动系CAN 网络高速CAN 总线谢芳，等：基于CAN 总线的客车车身控制系统可配置模块设计11图6一路桥输出的电路原理图可配置控制模块的模拟量输入电路包括电瓶电压采集电路和电阻信号采集电路。
电阻信号输入的电路原理图如图5所示，可配置成低有效输入开关量采集方式或电阻测量方式。
可配置控制模块的控制信号输出电路包括3路桥输出和4路高端大电流输出。
图6为3路桥输出电路中的一路，其他两路类似。
桥输出可配置成高端输出、低端输出和桥输出。
此电路的优点有：通过交替输出两种电流，可控制电机的正反转，简化电路的设计，提高电路的效率，而且电路中的芯片U4－BTS660P 具有开路检测功能，BTS660P 还可实时监控流过开关的电流。
2.2可配置控制模块的软件设计从功能上来说，可配置控制模块的基础软件分为两大部分，一是下载参数配置文件功能；二是参数配置文件的解释和执行，即对可配置控制模块进行参数配置功能。
可配置控制模块的基础软件解释执行参数配置文件，完成可配置控制模块的功能设置。
控制功能模块流程图如图7所示。
控制模块的软件部分按分层实现功能的原则编写，分为设备层、驱动层和应用层三部分。
设备层用于读取FLASH 中的参数配置文件、配置各输入输出属性。
各IO 端口根据其属性进行初始化。
开关量输入选择管脚功能为GPIO ，模拟量输入配置管脚功能为ADC 。
驱动层主要实现ADC 的初始化和CAN 控制器的初始化。
应用层主要是提取分析输入器件状态、解释执行中间代码，从而控制输出信号，实现客车车身电器设备的控制。
3结束语本文设计的客车车身控制系统应用CAN 总线进行通信。
通过测试，该模块中的输入、输出信号及网络通信都正常，并且能够下载配置参数并对控制模块进行参数配置，从而实现了控制不同客车车身设备的功能，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。
图5电阻信号输入的电路原理图7控制功能模块流程图（下转第52页）休眠唤醒输入？发送下载请求报文接收参数报文接收完毕？输出I/O 唤醒信号接收到参数下载结束报文？正常工作模式NYNYN参考文献：[1]BOSCH CAN Specification Ver.2.0Sept,1991.[2]李映.汽车电子:从喧嚣走向理性[N/OL].中国电子报,2004-11-26.[2011-02-28].[3]李直,黄河.CAN 总线在汽车电动车窗和集控门锁系统中的应用[J].微计算机应用,2002，（9）[4]朱敏,张崇巍,谢震.CAN 总线在数据采集与控制系统中的应用[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2002,(3):345-349.[5]邬宽明.CAN 总线原理和应用系统设计[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1996.[6]冯渊.汽车电子控制技术（第一版）[M ].北京：机械工业出版社,2001.7.[7]Freescale Semiconductor,Inc.M C9S08DV60Datasheet.[8]Philips Semiconductors.PCA82C250CAN Controller Interface [G].2000.修改稿日期：2011-05-05（上接第12页）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4结束语利用M ADYM O 建立乘用车乘员约束系统模型，并进行模型的有效性验证。