【检修知识】CAN总线在汽车把持体系中的利用

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目前很多汽车都是用can(控制器局域网)总线来连接，但是现代汽车的电脑控制单元很多，每个控制单元对系统响应时间的要求也不一样。一些系统要求高实时性能。如果系统指令发出后执行器未能及时响应，可能会造成严重后果甚至车毁人亡，如防抱死制动控制单元、安全气囊等。然而，一些系统，如照明控制和空调控制，需要相对较短的响应时间。

随着计算机控制单元越来越多，采用单网can总线显得很沉重。作者通过分别构建高速和低速can网络，对实时性要求高的计算机控制单元采用高速can网络传输。采用其他低速can网络传输，微控制器也作为网关。变速器线束大大简化，可靠性大大提高。

二、can总线的技术特点

can(控制器局域网)总线是一种串行多主控制器局域网总线。它具有较高的网络安全性、通信可靠性和实时性，简单实用，网络成本低。特别适用于汽车电脑控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强、振动大的工业环境。通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，数据传输速率可达1 mbits/s(此时最长通信距离为40m)。Can总线还广泛应用于汽车、船舶、机器人、楼宇自动化等场合。

自can总线出现以来，为了满足can总线协议的各种应用需求，相继出现了几种高层协议。目前，基于can总线的网络大多采用can总线的高层协议。Canopen、devicenet和sds是常用的高层协议，适用于任何类型的工业控制局域网应用，而cal应用于基于标准应用层通信协议的最优控制应用，saej1939应用于卡车和重型车辆的计算机控制系统。

基于p87c591的汽车计算机控制

(一)p87c591

p8xc591是一款带片内can控制器的单片8位高性能微控制器，由80c51微控制器系列衍生而来。它采用功能强大的80c51指令集，成功地包含了飞利浦半导体sja1000 can控制器的pelican功能。完全静态的内核提供了扩展的节能模式。振荡器可以停止和恢复而不会丢失数据。改进的1: 1内部时钟预分频器可以在12mhz外部时钟速率下实现500ns的指令周期。微控制器采用先进的cmos技术制造，专为汽车和一般工业应用而设计。除了80c51的标准功能外，该器件还为这些应用提供了许多特殊的硬件功能。P8xc591结合了p87c554(微控制器)和sja 1000(独立can控制器)的功能，具有以下增强特性:增强can接收中断；扩展验收过滤器；验收过滤器可以随时更改。

(2)系统实现

目前汽车的电脑控制已经涉及到动力性、经济性、安全性、可靠性、清洁性、舒适性等多个方面，包括/控制、变速器控制、巡航控制、制动控制、灯光控制、空调控制、雨刮控制、仪表管理系统等。和各种控制系统。can总线作为一种极具应用潜力的控制器局域网总线，近年来被广泛应用于汽车计算机控制系统，并成为欧洲汽车制造业的主要行业标准，代表了汽车电子控制网络的主流发展趋势。

汽车计算机控制系统中的所有这些分控制系统通过can，0形成一个实时控制系统网络。各控制单元的指令发出后，必须保证在一定时间内得到响应，否则可能发生重大事故，这就要求汽车上的can通信网络具有较高的波特率设置和可靠性。而且在汽车的实际运行过程中，很多节点需要大量的实时数据交换。如果全车所有节点都连接到一个can网络，那么多节点通过一条can总线进行通信，信息管理配置稍有不当，就容易出现总线负载过大，导致系统实时响应速度下降，这是实时系统中不允许的。因此，在分析了车内各节点的实时性能后，根据各节点的实时性要求，我们设计了高速和低速两种不同速度的can通信网络。实时性要求严格、可靠性要求高的节点组成高速can通信网络，实时性要求相对较低的其他节点组成低速can通信网络，并设置网关将这两个不同速率的can通信网络连接起来，实现所有节点间的数据共享。整车通信网络拓扑如图1所示。

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1等控制单元节点相对而言，空调控制、雨刮控制、照明控制、仪表管理控制对实时性要求不高。采用传输速率小于125 kbps的can通信网络，主控制器桥接高速总线和低速总线与各节点交换数据，同时作为网关实现网络互联。

电子控制单元的微控制器(p8xc591)通过数据总线和光隔离器(6n137)直接与can总线控制器(sja 1000)相连。由于can总线控制器具有接收缓冲器和发送缓冲器，因此can总线控制器的发送端口tx0、接收端口rx0和rx1分别与can总线发送器和接收器的txd、RXD rxd、vref端口直接相连。它们的端点通过120ω连接的总线匹配电阻，当一个节点占用can总线时，该节点的发送端(电平3.5 v)接can_h，接收端(电平1.5v)接can _ l；当没有节点占用can总线时，can_l和can_h上的平均电量为2.5v V .