2017畢業(yè)論文-基于can總線技術的汽車車燈、電動車窗、雨刮的控制系統(tǒng)

1、<p>　　基于CAN總線技術的汽車車燈、電動車窗、雨刮的控制系統(tǒng)</p><p><b>　　簡介</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代汽車的迅猛發(fā)展和電子技術的日新月異，汽車電子設備不斷增多，從發(fā)動機控制到傳動系統(tǒng)控制，從行駛、制動、轉向系統(tǒng)控制到安全保證系統(tǒng)及儀表報警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，使汽車綜合控制系統(tǒng)越來越復雜。目前．以微

2、控制器為代表的汽車電子在整車電子系統(tǒng)中應用廣泛，汽車控制正由機電控制系統(tǒng)轉向以分布式網(wǎng)絡為基礎的智能化系統(tǒng)。CAN總線是一種支持分布式和實時控制的串行通信網(wǎng)絡，以其高性能和高可靠性在自動控制領域廣泛應用。本設計主要針對基于CAN總線的汽車電子系統(tǒng)的設計，包括汽車車燈和汽車車窗和汽車雨刮等控制系統(tǒng)的總體設計思想、方法和硬件設計，介紹如何實現(xiàn)用CAN總線完成汽車控制系統(tǒng)的控制。</p><p><b>　　

3、目錄</b></p><p><b>　　CAN總線3</b></p><p>　　1.1 CAN簡介3</p><p>　　1.2 CAN總線協(xié)議的報文幀結構形式3</p><p>　　CAN 總線在奧迪A6汽車車燈上的應用4</p><p>　　2.1 燈光控制系統(tǒng)的

4、網(wǎng)絡硬件設計。5</p><p>　　2.2 MCU的選擇6</p><p>　　2.3 CAN通訊控制器6</p><p>　　2.4 CAN總線收發(fā)器6</p><p>　　2.5 系統(tǒng)的軟件設計7</p><p>　　2.6 CAN控制初始化程序7</p><p>　　

5、2.7 中央處理器程序設計8</p><p>　　2.8車燈控制程序11</p><p>　　CAN總線在奧迪A6汽車電動車窗上的應用15</p><p>　　3.1系統(tǒng)的總體設計15</p><p>　　3.2硬件接口電路設計15</p><p>　　3.3系統(tǒng)軟件設計17</p><

6、p>　　3.3.1 CAN控制初始化-----------------------------------------------------------------------------------------------17</p><p>　　3.3.2節(jié)點發(fā)送／接收報文-----------------------------------------------------------------

7、--------------------- --17</p><p>　　3.3.3 主控程序--------------------------------------------------------------------------------------------------------18</p><p>　　3.4電動車窗系統(tǒng)主要技術參數(shù)和功能19</p>

8、<p>　　CAN總線在奧迪A6汽車雨刮上的應用19</p><p>　　4.1系統(tǒng)的總體設計19</p><p>　　4.2系統(tǒng)硬件電路設計20</p><p>　　4.2.1雨量檢測模塊20</p><p>　　4.2.2開關控制模塊21</p><p>　　4.2.3 ECU和CAN通信模

9、塊21</p><p>　　4.2.4輸出驅動模塊22</p><p>　　4.2.5雨刮電動機22</p><p>　　4.3系統(tǒng)軟件設計24</p><p>　　結語-----------------------------------------------------------------------------------

10、------------------------------------32</p><p><b>　　CAN總線</b></p><p>　　1.1 CAN簡介</p><p>　　CAN(ControllerAreaNewtork)即控制器局域網(wǎng)，是一種先進的串行通信協(xié)議，屬于現(xiàn)場總線范圍。CAN總線是最初由德國Bosch公司在80年代

11、初期，為了解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試一起之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，目的是通過較少的信號線將汽車上的各種電子設備通過網(wǎng)絡連接起來，并提高數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中傳輸?shù)目煽啃?，CAN總線具有較強糾錯能力，支持差分收發(fā)，因而適合高噪聲環(huán)境，并具有較遠的傳輸距離，特別適合于中小型分布式測控系統(tǒng)，目前己在工業(yè)自動化、建筑物環(huán)境控制、機床、醫(yī)療設備等領域得到廣泛應用。CAN總線具有以下幾個重要特點：   

12、1)結構簡單，只有兩根線與外部相連，且內(nèi)部含有錯誤探測和管理模塊。    2)通信方式靈活?？梢远喾N方式工作，網(wǎng)絡上任意一個節(jié)點均可在任意時刻主動的向網(wǎng)絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從。    3)可以點對點、點對多點及全局廣播方式發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。    4)網(wǎng)絡上的節(jié)點信息可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求。 

13、0;  5)CAN通訊格式采用短幀格式，每幀字節(jié)數(shù)最多為8個，可滿足通常工業(yè)領域中控制命令、工作狀態(tài)和</p><p>　　1.2 CAN總線協(xié)議的報文幀結構形式</p><p>　　在報文傳輸時，不同的幀具有不同的傳輸結構，下面將分別介紹四種傳輸幀的結構，只有嚴格按照該結構進行幀的傳輸，才能被節(jié)點正確接收和發(fā)送。</p><p>　　(1)數(shù)據(jù)幀由七種

14、不同的位域(Bit Field)組成：幀起始(Start of )、仲裁域(Arbitration Field)、控制域(Control Field)、數(shù)據(jù)域(DataField)、CRC域(CRC Field)、應答域(ACK Field)和幀結尾(End of )。數(shù)據(jù)域的長度可以為0～8個字節(jié)。</p><p>　　1)幀起始(SOF)：幀起始(SOF)標志著數(shù)據(jù)幀和遠程幀的起始，僅由一個“顯性”位組成。在

15、CAN的同步規(guī)則中，當總線空閑時(處于隱性狀態(tài))，才允許站點開始發(fā)送(信號)。所有的站點必須同步于首先開始發(fā)送報文的站點的幀起始前沿(該方式稱為“硬同步”)。</p><p>　　2)仲裁域：仲裁域由標識符和RTR位組成，標準幀格式與擴展幀格式的仲裁域格式不同。標準格式里，仲裁域由1l位標識符和RTR位組成。標識符位有ID28～IDl8。擴展幀格式里，仲裁域包括29位標識符、SRR位、IDE(Identifier

16、 Extension，標志符擴展)位、RTR位。其標識符有ID28～IDO。為了區(qū)別標準幀格式和擴展幀格式，CANl．0～1．2版本協(xié)議的保留位r1現(xiàn)表示為IDE位。IDE位為顯性，表示數(shù)據(jù)幀為標準格式；IDE位為隱性，表示數(shù)據(jù)幀為擴展幀格式。在擴展幀中，替代遠程請求(Substitute Remote Request，SRR)位為隱性。仲裁域傳輸順序為從最高位到最低位，其中最高7位不能全為零。RTR的全稱為“遠程發(fā)送請求(Remote

17、 TransmissionRequest)”。RTR位在數(shù)據(jù)幀里必須為“顯性”，而在遠程幀里必須為“隱性”。它是區(qū)別數(shù)據(jù)幀和遠程幀的標志。</p><p>　　3)控制域：控制域由6位組成，包括2個保留位(r0、r1同于CAN總線協(xié)議擴展)及4位數(shù)據(jù)長度碼，允許的數(shù)據(jù)長度值為0～8字節(jié)。</p><p>　　4)數(shù)據(jù)域：發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)按照長度代碼指示長度發(fā)送。對于接收的數(shù)據(jù)，同樣如此。

18、它可為0～8字節(jié)，每個字節(jié)包含8位，首先發(fā)送的是MSB(最高位)。</p><p>　　5)CRC校驗碼域：它由CRC域(15位)及CRC邊界符(一個隱性位)組成。CRC計算中，被除的多項式包括幀的起始域、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域及15位為0的解除填充的位流給定。此多項式被下列多項式X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1除(系數(shù)按模2計算)，相除的余數(shù)即為發(fā)至總線的CRC序列。發(fā)送時，CRC序列的最高有

19、效位被首先發(fā)送／接收。之所以選用這種幀校驗方式，是由于這種CRC校驗碼對于少于127位的幀是最佳的。</p><p>　　6)應答域：應答域由發(fā)送方發(fā)出的兩個(應答間隙及應答界定)隱性位組成，所有接收到正確的CRC序列的節(jié)點將在發(fā)送節(jié)點的應答間隙上將發(fā)送的這一隱性位改寫為顯性位。因此，發(fā)送節(jié)點將一直監(jiān)視總線信號已確認網(wǎng)絡中至少一個節(jié)點正確地接收到所發(fā)信息。應答界定符是應答域中第二個隱性位，由此可見，應答間隙兩邊有

20、兩個隱性位：CRC域和應答界定位。</p><p>　　7)幀結束域：每一個數(shù)據(jù)幀或遠程幀均由一串七個隱性位的幀結束域結尾。這樣，接收節(jié)點可以正確檢測到一個幀的傳輸結束。</p><p>　　CAN 總線在奧迪A6汽車車燈上的應用</p><p>　　摘要：以汽車控制局域網(wǎng)CAN總線為基礎，結合89C51單片機，對奧迪汽車的的車燈進行控制。</p>&

21、lt;p>　　關鍵詞：89C51，sja1000,CAN總線,82c250</p><p><b>　　正文：</b></p><p>　　燈光控制系統(tǒng)是保證汽車安全行駛的一個重要系統(tǒng)。傳統(tǒng)的燈光控制系統(tǒng)多采用繼電器和獨立模式控制，這使得車內(nèi)線束過多且布線復雜，會引起嚴重的電磁干擾，使系統(tǒng)的可靠性下降。CAN（Controller Area Network）數(shù)據(jù)

22、總線是一種適用汽車環(huán)境的汽車局域網(wǎng)。它能夠很好的解決這個問題，它具有較高的傳輸速度，主要是針對汽車中對實時性要求很高的動力系統(tǒng)而設計的。利用CAN總線，不僅能簡化線束，而且還能大大降低車輛的故障率?；贑AN總線的燈光控制系統(tǒng)，就很好用利用CAN總線的優(yōu)勢，發(fā)揮車燈的最大性能。</p><p>　　本設計利用CAN總線通信協(xié)議建立汽車燈光（前照燈）控制系統(tǒng)的局域網(wǎng)（對于汽車其他燈光可以按照同樣道理設計而成，只需要

23、多加幾個通信的節(jié)點），控制的燈光有：遠光燈、近光燈、示寬燈、霧燈、轉向燈。通過CAN總線實現(xiàn)上述燈光的開和閉的控制。</p><p>　　2.1 燈光控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡硬件設計。</p><p>　　對于傳統(tǒng)的燈光控制系統(tǒng)如圖一所示。</p><p><b>　?。▓D一）</b></p><p>　　從圖一可以看出，傳統(tǒng)供

24、電系統(tǒng)是所謂的并行結構，一個用電器賠一跟電力線和一個開關，開關置于駕駛員旁，由駕駛員控制開關通斷，控制燈（或其他用電器）工作。這種結構缺點是若用電設備越多，電力線就越多，這無疑是加大了汽車的負擔而且容易收到干擾，導致器件不能正常運行。</p><p>　　對于CAN總線的燈光控制系統(tǒng)如圖二所示。</p><p>　　它利用CAN總線，能夠有效的減小電力線的數(shù)量，減少干擾，實現(xiàn)優(yōu)化控制。&l

25、t;/p><p><b>　　（圖二）</b></p><p>　　我們可以直接在（圖二）中增加CAN總線收發(fā)器，及其MCU控制電路，這樣就能實現(xiàn)更多的車燈控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 MCU的選擇</p><p>　　本設計選用AT89C51單片機作為燈光控制節(jié)點MCU。P89C51單片機是一個8位高性能微控制

26、器。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位的單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能

27、8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　2.3 CAN通訊控制器</p><p>　　本設計采用SAJ1000獨立CAN控制器。PHILIPS公司的PCA82C200是符合CAN2.0A協(xié)議的總線控制器，SJA100

28、0是它的替代產(chǎn)品，它是應用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨立CAN總線控制器。具有完成CAN通信協(xié)議所要求的全部特性。經(jīng)過簡單總線連接的SJA1000可完成CAN總線的物理和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。其硬件與軟件設計和PCA82C200的基本CAN模式（BesicCAN）兼容。同時，新增加的增強CAN模式（PeliCAN）還可支持CAN2.0B協(xié)議。</p><p>　　2.4 CAN總線收發(fā)器</p>&l

29、t;p>　　本文世紀采用CAN總線收發(fā)器82C250。PCA82C250是CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，該器件對總線提供差動發(fā)送能力并對CAN控制器提供差動接收能力。如在ISO11898標準中描述的，它們可以用高達1Mbit/s的位速率在兩條有差動電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)。這是全世界使用最廣泛的CAN收發(fā)器之一。</p><p>　　圖三為車燈控制系統(tǒng)硬件電路圖，它的工作原理為：CAN總線控制器與單

30、片機連通，由單片機的程序給予初始化，并選通控制器，當單片機P1.0~P1.4其中一個管腳開關按下時，立刻把數(shù)據(jù)傳送到CAN控制器SJA1000，利用CAN總線收發(fā)器82C250將信號發(fā)出，通過CANH,CANL兩個管腳傳輸數(shù)據(jù)，當控制對象（車燈）系統(tǒng)中的收發(fā)器收到信號時，其系統(tǒng)中的CAN總線控制器發(fā)出中斷，使車燈系統(tǒng)的MCU執(zhí)行相關程序，控制車燈驅動電路，使其相應的車燈完成控制目的。（注意圖中的發(fā)光二極管為車燈的驅動電路，驅動車燈的亮和

31、滅）</p><p><b>　?。▓D三）</b></p><p>　　微處理器AT89C51負責SJA1000的初始化，通過控制SJA1000實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送等通訊任務。SJA1000的AD0~AD7連接到單片機的P0.0~P0.7口，SJA1000的CS連接到89c51的P2.0,P2.0為0時片外存儲器地址可選中SJA1000,CPU通過這些地址可對SJA1

32、000執(zhí)行相應的讀/寫操作。SJA1000的RD,WR,ALE分別與89c51的引腳相連，INT接INT0。</p><p>　　82c250與CAN總線的接口采用了一定的完全和抗干擾措施。一般情況下，若CAN總線系統(tǒng)干擾很強烈，為了增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，SJA1000的TX0和RX0并不是直接與82C250的TXD和RXD相連，而是通過高速光耦6N137后與82c250相連，且光耦部分電路VCC和VD

33、D完全隔離，這樣就可以實現(xiàn)總線上各節(jié)點間的電氣隔離。</p><p>　　2.5 系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　系統(tǒng)軟件設計的關鍵是通訊程序的設計。本設計的通訊軟件程序主要由3部分組成：初始化程序、中央處理器程序、車燈控制程序。編寫主要運用KEIL的C語言對AT89C51進行軟件程序設計。</p><p>　　2.6 CAN控制初始化程序</p>

34、<p>　　初始化程序主要是通過對CAN控制器控制段中的寄存器寫入控制字，從而確定CAN控制器的工作方式等。有3種方式進入初始化程序：一是上電復位；二是硬件復位；三是軟件復位，即運行期間通過給CAN控制器發(fā)一個復位請求，置復位請求為1。在復位期間，必須初始化的寄存器有：MR模式寄存器、CDR時分寄存器、ACR接收代碼寄存器、AMR屏蔽寄存器、BTR總線定時定時器及OCR輸出控制寄存器等。需要注意的是，這些寄存器僅能在復位期

35、間寫訪問。因此，在對這些寄存器初始化前，必須確保系統(tǒng)進入了復位狀態(tài)。流程圖如下：</p><p>　　2.7 中央處理器程序設計</p><p>　　中央處理器程序包括初始MCU，以及初始化CAN控制器。通過查詢，判斷是否有開關信號發(fā)出。若有，將此信號發(fā)送到CAN控制器，CAN控制器經(jīng)處理后發(fā)送到CAN收發(fā)器。</p><p><b>　　程序流程圖如下：

36、</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p>　　圖1.中央MCU控制程序&l

37、t;/p><p><b>　　中央處理器程序如下</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　ucha

38、r sj[8];</p><p>　　#define TIM0 -50000</p><p>　　sbit cs=P2^0;</p><p>　　#define MyAddr 1</p><p>　　#define CAN_DATA P0</p><p>　　#define CAN_CR 0 //控制&l

39、t;/p><p>　　#define CAN_CMR 1 //命令</p><p>　　#define CAN_SR 2 //狀態(tài)</p><p>　　#define CAN_IR 3 //中斷</p><p>　　#define CAN_ACR 4 //驗收</p><p>　　#de

40、fine CAN_AMR 5 //屏蔽</p><p>　　#define CAN_BTR0 6 //時序0</p><p>　　#define CAN_BTR1 7 //時序1</p><p>　　#define CAN_OCR 8 //輸出</p><p>　　#define CAN_TXB 10 //發(fā)

41、送緩沖</p><p>　　#define CAN_RXB 20 //接收緩沖</p><p>　　#define CAN_CDR 31 //分頻</p><p>　　uchar pdata CAN[32] _at_(0);</p><p>　　void CAN_INI() /*初始化部分*/</p><p&

42、gt;<b>　　{</b></p><p>　　CAN[CAN_CR]=0x01; //進入復位模式，允許訪問各個寄存器</p><p>　　CAN[CAN_ACR]=MyAddr;//驗收，表示接收的數(shù)據(jù)中第一位為1。</p><p>　　CAN[CAN_AMR]=0x00; //屏蔽;00表示不屏蔽，8位全有效。</p

43、><p>　　CAN[CAN_BTR0]=0x07; //總線時序0</p><p>　　CAN[CAN_BTR1]=0xff;//總線時序1</p><p>　　CAN[CAN_OCR]=0x1A; //0xaa,0xd2,0xfa 輸出控制</p><p>　　CAN[CAN_CR]=0x02; //接收中斷使能，否則不能

44、接收 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint x) //延時部分</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint y;</b></p><p>　　fo

45、r(y=x;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void CAN_SEND() /*發(fā)送數(shù)據(jù)部分*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,p;</p><p>　　p=CAN[CAN_S

46、R];//狀態(tài)寄存器的內(nèi)容給p</p><p>　　if (p&0x04)//檢查第三位即發(fā)送緩沖器的狀態(tài)，為1 CPU可以向發(fā)送緩沖器寫報文</p><p><b>　　{</b></p><p>　　p=CAN_TXB; /*p指向發(fā)送緩存首址*/</p><p>　　for(i=0;i&

47、lt;8;i++) CAN[p++]=sj[i];</p><p>　　CAN[CAN_CMR]=0x01; /*請求發(fā)送*/</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main() </p><p>

48、;<b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　cs=0;</b></p><p><b>　　EX0=0;</b></

49、p><p><b>　　PX0=0;</b></p><p><b>　　ET0=0;</b></p><p>　　CAN_INI();</p><p>　　IT0=1;//外中斷請求信號方式控制位:1 脈沖方式（后沿負跳有效）,0 電平方式（低電平有效）</p><p>　　T

50、H0=TIM0&0XFF; TL0=TIM0>>8; TR0=1;//啟動0號計數(shù)器,-50000equsFFFF3CB0;TH0==B0,TL0==3C</p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　EA=

51、1;</b></p><p><b>　　PX0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if((P0&0xff)!=0xff)</p><p>

52、<b>　　{</b></p><p>　　delay(10000);</p><p>　　if((P0&0xff)!=0xff)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sj[0]=P0^0;</p><p>　　sj[1]=P0^1;</

53、p><p>　　sj[2]=P0^2;</p><p>　　sj[3]=P0^3;</p><p>　　sj[4]=P0^4;</p><p><b>　　sj[5]=1;</b></p><p><b>　　sj[6]=1;</b></p><p>&l

54、t;b>　　sj[7]=1;</b></p><p>　　CAN_SEND();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>

55、　　}</b></p><p>　　void Timer1() interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=TIM0&0XFF; TL0=TIM0>>8; TR0=1;</p><p><b>　　}</b&

56、gt;</p><p><b>　　2.8車燈控制程序</b></p><p>　　當CANH,和CNAL，有數(shù)據(jù)傳來時，經(jīng)過CAN總線數(shù)據(jù)接受器接受到的數(shù)據(jù)，發(fā)送給SJA1000控制器，控制器接受完畢后發(fā)出中斷請求，MCU接受中斷請求，發(fā)生中斷隨之處理中斷程序。</p><p><b>　　程序框圖如下：</b><

57、/p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　否</b></p><p>　　圖2.車燈控制系統(tǒng)MCU程序</p><p><b>　　車燈控制程序如下</b></p><p>　　#include<reg52.h></

58、p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define TIM0 -50000</p><p>　　uchar sj[8];</p><p>　　uchar CANBUS=0;</p>

59、<p>　　sbit cs=P2^0;</p><p>　　sbit qd1=P0^1;</p><p>　　sbit qd0=P0^0;</p><p>　　sbit qd2=P0^2;</p><p>　　sbit qd3=P0^3;</p><p>　　sbit qd4=P0^4;</p>

60、<p>　　sbit qd5=P0^5;</p><p>　　sbit qd6=P0^6;</p><p>　　sbit qd7=P0^7;</p><p>　　#define MyAddr 1</p><p>　　#define CAN_DATA P0</p><p>　　#define CAN_CR

61、 0 //控制</p><p>　　#define CAN_CMR 1 //命令</p><p>　　#define CAN_SR 2 //狀態(tài)</p><p>　　#define CAN_IR 3 //中斷</p><p>　　#define CAN_ACR 4 //驗收</p>

62、<p>　　#define CAN_AMR 5 //屏蔽</p><p>　　#define CAN_BTR0 6 //時序0</p><p>　　#define CAN_BTR1 7 //時序1</p><p>　　#define CAN_OCR 8 //輸出</p><p>　　#define CAN

63、_TXB 10 //發(fā)送緩沖</p><p>　　#define CAN_RXB 20 //接收緩沖</p><p>　　#define CAN_CDR 31 //分頻</p><p>　　uchar pdata CAN[32] _at_(0);</p><p>　　void CAN_INI() /*初始化部分*/<

64、/p><p><b>　　{</b></p><p>　　CAN[CAN_CR]=0x01; //進入復位模式，允許訪問各個寄存器</p><p>　　CAN[CAN_ACR]=MyAddr;//驗收，表示接收的數(shù)據(jù)中第一位為1。</p><p>　　CAN[CAN_AMR]=0x00; //屏蔽;00表示不屏

65、蔽，8位全有效。</p><p>　　CAN[CAN_BTR0]=0x07; //總線時序0</p><p>　　CAN[CAN_BTR1]=0xff;//總線時序1</p><p>　　CAN[CAN_OCR]=0x1A; //0xaa,0xd2,0xfa 輸出控制</p><p>　　CAN[CAN_CR]=0x02;

66、 //接收中斷使能，否則不能接收 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main() </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b>　

67、　EA=0;</b></p><p><b>　　cs=0;</b></p><p><b>　　EX0=0;</b></p><p><b>　　PX0=0;</b></p><p><b>　　ET0=0;</b></p>&

68、lt;p>　　CAN_INI();</p><p>　　IT0=1;//外中斷請求信號方式控制位:1 脈沖方式（后沿負跳有效）,0 電平方式（低電平有效）</p><p>　　TH0=TIM0&0XFF; TL0=TIM0>>8; TR0=1;//啟動0號計數(shù)器,-50000equsFFFF3CB0;TH0==B0,TL0==3C</p><

69、;p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　PX0=1;</b></p><p><b>　　while(1);<

70、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void CAN_INT() interrupt 0 using 1/*接收中斷*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,p;</p><p>　　p=CAN[

71、CAN_IR];</p><p>　　if(p&0x01) //中斷寄存器的低一位為一：RXFIFO不空且中斷寄存器的RIE（接收中斷使能）位置1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　p=CAN_RXB;//接收數(shù)據(jù)的首地址給p</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)&

72、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　sj[i]=CAN[p++];//讀接收的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　CAN[CAN_CMR]=0x04; /*釋放接收緩存*/</p><p><b>　　C

73、ANBUS=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(CANBUS==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　qd0=sj[0];</p><p>　　qd1=sj[1];</p>&l

74、t;p>　　qd2=sj[2];</p><p>　　qd3=sj[3];</p><p>　　qd4=sj[4];</p><p>　　qd5=sj[5];</p><p>　　qd6=sj[6];</p><p>　　qd7=sj[7];</p><p><b>　　}<

75、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Timer1() interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=TIM0&0XFF; TL0=TIM0>>8; TR0=1;<

76、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　CAN總線在奧迪A6汽車電動車窗上的應用</p><p>　　3.1系統(tǒng)的總體設計</p><p>　　現(xiàn)在各中高檔轎車都安裝有電動車窗，按鈕控制車窗玻璃的升降。如果車窗無智能，司機在沒有注意到乘客的手或物體伸出窗口的情況下按下按鈕，乘客容易被車窗夾傷。為了安全，很

77、多乘車都采用電動防夾車窗。在充分研究有關CAN總線在汽車電子系統(tǒng)中的應用和電動車窗防夾方案的基礎上，提出一種基于CAN總線的轎車車窗智能控制系統(tǒng)的設計方案，實現(xiàn)車窗在正常工作模式下防夾控制功能和緊急情況下(異常工作模式)快速升降車窗控制功能。CAN總線系統(tǒng)節(jié)點分為不帶微控制器的非智能節(jié)點和帶微控制器的智能節(jié)點。該系統(tǒng)采用智能節(jié)點設計，轎車車窗按CAN總線結構和電器元件在汽車中的物理位置劃分為左前、右前、左后和右后4個節(jié)點單元。其中左前節(jié)

78、點為主控制單元，除負責本地(左前)車窗的升降，還可以遠程控制其他車窗。各節(jié)點采用獨立的帶CAN功能的微控制器設計，其CAN網(wǎng)絡結構如圖所示。</p><p>　　3.2硬件接口電路設計</p><p>　　該系統(tǒng)采用片內(nèi)含有CAN控制器的P8xC591作為節(jié)點單元主控制器。P8xC591采用強大的80C51指令集；內(nèi)部集成有SJAl000 CAN控制器的PeliCAN功能；全靜態(tài)內(nèi)核提供了

79、擴展的節(jié)電方式：振蕩器停止和恢復而不丟失數(shù)據(jù)；改進的1：l內(nèi)部時鐘分頻器在12 MHz外部時鐘頻率時實現(xiàn)500ns指令周期。</p><p>　　控制器P8xC2591讀取按鍵信息，驅動車窗電機按預先編制的軟件指令運行，同時監(jiān)測傳感器的輸出電壓和負載電流，作為車窗在上升(下降)過程中與障礙物夾持時的邏輯判斷，然后驅動電機。為了防止車窗玻璃上升到頂部或下降到底部時，電動機受到?jīng)_擊堵轉而降低電動車窗機械的使用壽命，該

80、系統(tǒng)設計具有軟停止功能，并且手動或自動上升、下降時都有此功能。當玻璃上升(下降)快到頂(底)部時，在上升軟停止點切斷電動機的電源使其停止工作，通過電動機的慣性使玻璃上升(下降)到頂(底)部。各節(jié)點單元相關命令和狀態(tài)通過CAN控制器以報文格式由CAN總線完成與其他節(jié)點單元信息間的傳輸和共享。系統(tǒng)節(jié)點單元硬件設計框圖如圖所示。</p><p>　　車窗控制系統(tǒng)CAN總線硬件原理圖</p><p&g

81、t;　　系統(tǒng)左前節(jié)點單元除具有全局控制外，其余節(jié)點單元只負責控制本地車窗，硬件設計僅多一個按鍵K4，主要在于軟件設計。該系統(tǒng)設計的控制電路不僅支持節(jié)點單元間的CAN總線通信，還要檢測壓電傳感器和負載電流等模擬量，判斷各種邏輯，通過驅動器實現(xiàn)控制功能。</p><p><b>　　3.3系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　系統(tǒng)軟設計目主包括CAN控制器始化、節(jié)點發(fā)

82、送接收報文主控程序3個模塊。</p><p><b>　　can控制器初始化</b></p><p>　　CAN控制器電或硬復位必須始化，包括操作模式、驗收濾波器、總線位定時、斷配置TXDC輸出引腳。</p><p><b>　　節(jié)點發(fā)送／接收報文</b></p><p>　　報文發(fā)送由CAN控制器

83、遵循CAN協(xié)議規(guī)范自動完成。首先CPU必須待發(fā)送數(shù)據(jù)按特定格式組合成幀報文，進入CAN控制發(fā)送緩沖器，并置位命令寄存器發(fā)送求標志，發(fā)送處理通過斷求或查詢狀態(tài)標志進行控制。其發(fā)送程序分發(fā)送遠程幀數(shù)據(jù)幀兩種，遠程幀無數(shù)據(jù)場。</p><p>　　報文接收程序責節(jié)點報文接收以及總線關閉、誤報警、接收溢出等其處理。報文收發(fā)主有斷接收方式查詢接收方式。軟設計采報文接收查詢斷控制方式報文發(fā)送斷控制方式。報文發(fā)送／接收程序流程

84、如下圖所示。</p><p><b>　　主控程序</b></p><p>　　各車窗節(jié)點單元，左節(jié)點單元功能最復雜，具有最控制優(yōu)先權。這里以左節(jié)點單元例，詳細介紹其主控程序設計。首先始化系統(tǒng)，包括P8xC591控制器CAN模塊始化、斷、I／0端口、定時模塊、看門狗模塊、A／D轉換器模塊設置全局變量，還電機堵轉時最電流車窗頂(底)時傳感器電壓閾值入EPROM。P8xC

85、591實測電流EPROM標定值比較，實現(xiàn)防夾功能，比較電壓閾值測得傳感器電路電壓值判斷車窗達極限位置。始化完成，讀組合按鍵信息，根據(jù)按鍵動作實施具體操作，同時發(fā)送CAN報文，完成各節(jié)點單元間CAN通信智能化控制。圖5左節(jié)點單元主控程序流程。</p><p><b>　　設計流程圖</b></p><p>　　3.4電動車窗系統(tǒng)主要技術參數(shù)和功能</p>

86、<p>　?、俜缞A功能 初始化后，手動和自動上升時都具有防夾功能，防夾次數(shù)不受限制；從車窗上極限下沿40mm往下，車窗上極限上沿40 mm往上的區(qū)間為防夾區(qū)間</p><p>　?、谑‰娔Ｊ?在輸入信號消失120 ms后。且電動機溫度接近室溫25℃時，系統(tǒng)自動進入省電模式．靜態(tài)電流小于300μA。當電動機控制單元一旦得到輸入指令就被喚醒。</p><p>　　③軟停止功能 上升軟

87、停止點為上極限位置約2 mm處，下降軟停止點為下極限位置上約12 mm處。</p><p>　?、茈妱訖C保護功能對電動機采取保護措施，提高電動機和電動車窗系統(tǒng)的使用壽命。</p><p>　?、葑栽\斷保護功能 為保證系統(tǒng)的可靠性，同時提高系統(tǒng)的平均無故障時間，采用自診斷保護措施：如果電源電壓超過16 V±0．5 V，關閉自動上升功能。</p><p>　　

88、⑥系統(tǒng)抗干擾設計技術軟件抗干擾以其設計靈活、節(jié)省硬件資源、成本低等優(yōu)勢得到廣泛應用。</p><p>　　CAN總線在奧迪A6汽車雨刮上的應用</p><p>　　4.1系統(tǒng)的總體設計</p><p>　　本設計為奧迪A6汽車雨刮控制系統(tǒng)，由左右節(jié)點構成。左節(jié)點主控制單元，兩節(jié)點基本相同，區(qū)別僅在于左節(jié)點多出開關命令模塊。以左節(jié)點為介紹內(nèi)容，它包括雨量檢測模塊、電源

89、模塊、開關控制模塊、CAN通信模塊、處理器模塊?？蓪崿F(xiàn)停止、低速、高速、點動、間歇、自動五種刮水模式。左節(jié)點工作時，開關控制命令輸入到控制器模塊，雨量檢測模塊將雨量信息輸入控制模塊供自動模式使用，控制器由開關信號和雨量信號作出判斷，輸出命令到輸出驅動模塊和CAN通信模塊。右節(jié)點經(jīng)CAN通信模塊獲得動作命令，輸出驅動命令到輸出驅動模塊。電源模塊為左右節(jié)點供電。</p><p>　　左節(jié)點

90、 右節(jié)點</p><p><b>　　系統(tǒng)整體電路圖</b></p><p>　　4.2系統(tǒng)硬件電路設計</p><p>　　4.2.1雨量檢測模塊</p><p>　　圖4-1雨量檢測電路圖</p><p>　　圖4-2紅外傳感器檢測原理圖</p&g

91、t;<p>　　雨量檢測采用紅外雨水傳感器，紅外光受外界環(huán)境影響小，且易于檢測。把半導體發(fā)光元件和感光元件配成一對，從發(fā)光元件發(fā)出的光信號，如果在光路途中遇到雨滴落下，由于光的散射，光強減弱，可利用檢測光強的衰減信號來控制雨刮器的動作。由此雨量檢測部分由紅外光發(fā)射電路和紅外光接收電路組成，如圖4-1所示。</p><p>　　圖中左半部分為紅外發(fā)射電路，紅外發(fā)射管采用硅光電二極管，它具有暗電流小、噪

92、聲低、受溫度影響小、價格便宜等優(yōu)點。紅外發(fā)射管三個并聯(lián)，三極管驅動，利用單片機定時器定時中斷在P5.0口產(chǎn)生38 kHz的頻率脈沖控制發(fā)射管的通斷，采用這種方式可以減少發(fā)射電路的功耗。電路中D1用來指示紅外發(fā)射管是否在正常工作中。右半部分為紅外接收電路，采用Vishay公司的紅外專用集成接收芯片 TK1838，該芯片將光接收二極管、放大電路、帶通濾波器、檢波電路封裝在一起，以實現(xiàn)接收脈沖編碼信號調制的紅外光信號，塑料封裝可濾除可見光，使

93、得電路簡單，體積也比較小。TK1838芯片共有3個引腳：l腳為輸出，2 腳為接地，3 腳電源接 +5 V，內(nèi)部集成了放大、濾波、解調及其控制電路，1腳直接輸出高低電平。TK1838只有接收到38 kHz的脈沖信號才會工作。當接收不到38 kHz的脈沖信號時，1腳輸出高電平；當接收到38 kHz的脈沖信號時，1腳輸出低電平。當有雨滴落在擋風玻璃的“敏感區(qū)域”時，1腳輸出一串脈沖波，脈沖波的數(shù)量則與雨量的大小成正比。</p>

94、<p>　　4.2.2開關控制模塊</p><p>　　汽車上使用的電源系統(tǒng)是12V系統(tǒng)，控制輸入信號也為12V，而89C51是5V系統(tǒng)供電。開關的控制信號不能直接輸入到MCU管腳，必須進行電平轉換，使輸入的12V雨刮器開關控制信號轉換后輸出5V電壓，再進入到MCU的I/O管腳。開關處的具體電平轉換連接電路，如下圖4-3所示。整個模塊總共有“停止、低速、高速、點動、間歇、自動”五個按鈕。</p&g

95、t;<p>　　圖4-3控制開關模塊電路圖</p><p>　　4.2.3 ECU和CAN通信模塊</p><p>　　雨刮器中的ECU和CAN通信模塊與車燈控制系統(tǒng)、車窗控制系統(tǒng)中ECU和CAN通信模塊一樣。</p><p>　　4.2.4.電源模塊</p><p>　　電源模塊為控制器的其它模塊電路提供符合要求的電源。目前

96、汽車上使用的電源系統(tǒng)是12V系統(tǒng)，蓄電池的電壓范圍是9～15V，一般單片機的輸入電壓和各個管腳的最大輸入電壓是5V，需要對汽車上的電源系統(tǒng)進行電平轉換，給需要5V電源的MCU和其它器件使用，如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 電源模塊電路原理圖</p><p>　　4.2.4輸出驅動模塊</p><p>　　輸出驅動模塊主要實現(xiàn)ECU輸出命令信號轉化為能

97、夠驅動繼電器工作的大電流信號。以電機的正反轉控制信號驅動電路為原理分析，其他的繼電器動作電路同樣?；鶚O接主控器控制引腳，輸出高電平時，三極管導通對電流進行放大，繼電器吸合進行開關動作。繼電器并聯(lián)反向二極管的作用是泄流，三極管截止時形成回路，繼電器中線圈電流經(jīng)二極管流走。</p><p>　　圖4-5 輸出驅動控制繼電器電路圖</p><p>　　4.2.5雨刮電動機</p>

98、<p>　　本設計采用永磁電動機，通過改變電樞電流方向控制器正反轉，通過改變正負電刷間串聯(lián)繞組匝數(shù)控制轉速。主控器輸出命令控制繼電器動作，有不同的繼電器組合動作可以選擇電樞電流方向和電刷間匝數(shù)。自動停位滑片隨電動機轉動，當刮水片不在風窗下緣位置時保持通電，當刮水片正好停在風窗下緣位置時，電動機與電源斷開。</p><p>　　1—電樞 2—永久磁鐵磁極</p><p>　　3—蝸

99、桿 4—蝸輪 5—自動停位滑片</p><p>　　圖4-6 雨刮電動機原理圖</p><p><b>　　4.3系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　軟件流程設計如圖所示，單片機初始化程序包括初始化I/O端口的輸入輸出狀態(tài)，設置定時計數(shù)器的參數(shù)和中斷優(yōu)先級等。逐個按鍵檢測輸入信號，經(jīng)控制器處理后輸出控制命令到本地控制驅動裝置，然后初始化C

100、AN通信模塊，發(fā)送命令信號到其他節(jié)點。循環(huán)檢測按鍵狀態(tài)進行控制。其中的點動信號為短暫通電信號，電動機短暫工作后停止；間歇信號為延時一段時間后電動機工作之后再延時，電動機再工作；自動控制信號使電機根據(jù)雨量檢測信號的大小來選擇電動機轉動速度。</p><p><b>　　具體代碼：</b></p><p>　　#include<reg52.h></p&g

101、t;<p>　　#include "sja_reg_def.h"</p><p>　　unsigned charxdataCAN_SJA_BaseAdr_at_ 0xfa00; //定義SJA1000的片選基址:根據(jù)實際電路確定</p><p>　　unsigned char xdata *SJA_CS_Point

102、 ; //指針指向空</p><p>　　unsigned char Send_CAN_Filter[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0xff,0xff,0xff,0xff};//存放SJA1000濾波器參數(shù) </p><p>　　unsigned char Send_CAN_Data[8];//待發(fā)送的數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)由發(fā)送前確定</p>

103、;<p>　　unsigned char Rec_CAN_Data[8]; //用于接收數(shù)據(jù)</p><p>　　unsigned char Send_CAN_Info_ID[5]={0x88,0x00,0x00,0x00,0x00}; //幀頭標識碼</p><p>　　unsigned char BTR0,BTR1; </p>

104、;<p>　　unsigned long int num= 0;//用于雨量檢測時的脈沖計數(shù)</p><p>　　unsigned char flag_zidong=0;//用于標記雨量大小</p><p>　　sbit KEY_Diandong = P1^0;//點動，按下鍵得低電平</p><p>　　sbit KEY_Zidong

105、= P1^1;//自動</p><p>　　sbit KEY_Jianxie = P1^2;//間歇</p><p>　　sbit KEY_High = P1^3;//高速</p><p>　　sbit KEY_Low = P1^4;//低速</p><p>　　sbit KEY_Stop = P1

106、^5;//停止</p><p>　　sbit StartRain = P1^6;//啟動雨量檢測</p><p>　　sbit RainSignal = P1^7;//接收雨量信號</p><p>　　sbit MC_front = P2^0;//正：0，0;反;1,1;停:1,0</p><p>　　sbit

107、MC_back = P2^1;</p><p>　　sbit MC_choose = P2^2;//輸出高速：1；輸出高速：0</p><p><b>　　/*延時函數(shù)*/</b></p><p>　　void Delayms( unsigned int xms)</p><p><b>　　{

108、</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　for(i=xms;i>0;i--)</p><p>　　for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*CAN總線初始化*/&l

109、t;/p><p>　　void Can_Sja_Init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SJA_CS_Point=&CAN_SJA_BaseAdr;//確定基址指針</p><p>　　BTR0=0x00;</p><p>　　BTR1=

110、0x14; //設置為1M波特率通信 </p><p>　　//SJAEntryResetMode();</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_MOD) |= 0X01;

111、//進入復位模式</p><p>　　//WriteSJAReg(REG_CAN_CDR,0xc8);</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_CDR) = 0X08;//配置時鐘分頻寄存器，選擇PeliCAN模式</p><p>　　//WriteSJAReg(REG_CAN_MOD,0x01);</p&g

112、t;<p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_MOD) = 0X01;//配置模式寄存器，選擇雙濾波、正常模式 </p><p>　　//WriteSJARegBlock(16,Send_CAN_Filter,8);</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_ACR0) = Send_CAN_Filter[0];

113、//配置驗收代碼/屏蔽寄存器</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_ACR1) = Send_CAN_Filter[1];</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_ACR2) = Send_CAN_Filter[2];</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_ACR3)

114、 = Send_CAN_Filter[3];</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_AMR0) = Send_CAN_Filter[4];</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_AMR1) = Send_CAN_Filter[5];</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_AMR

115、2) = Send_CAN_Filter[6];</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_AMR3) = Send_CAN_Filter[7];</p><p>　　//WriteSJAReg(REG_CAN_BTR0,BTR0);</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_BTR0) = BTR0;

116、//配置總線定時器0等于0x00 </p><p>　　//WriteSJAReg(REG_CAN_BTR1,BTR1);</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_BTR1) = BTR1;//配置總線定時器1等于0x14 </

117、p><p>　　//WriteSJAReg(REG_CAN_OCR,0x1a);</p><p>　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_OCR) = 0X1a;//配置輸出管腳 </p><p>　　//SJAQuitResetMode();</p><p>

118、　　*(SJA_CS_Point+REG_CAN_MOD) &= 0Xfe;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*MCU外部中斷初始化*/</p><p>　　void Init_Cpu()</p><p><b>　　{</b></p><p

119、>　　PX0 = 1; //外部中斷0高優(yōu)先級</p><p>　　IT0 = 1;//下降沿觸發(fā)</p><p>　　EX0 = 1;//允許外部中斷</p><p>　　EA = 1;//允許總中斷</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*C

120、AN發(fā)送函數(shù)*/</p><p>　　void Can_Sja_Send()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char sr,i ;</p><p>　　EA = 0 ;//發(fā)送期間不接受新的請求</p><p