基于CAN總線技術(shù)的汽車ECU設(shè)計(jì)

式（1）中為系統(tǒng)時(shí)鐘周期，為分頻系數(shù)，為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈齒數(shù)（對(duì)于康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)為為輪齒脈沖兩次上升（或下降）沿的計(jì)數(shù)器值。

　　CAN接口通信程序主要包括CAN控制器的初始化、數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送程序。主程序通過調(diào)用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，流程圖如圖3所示，在數(shù)據(jù)接收程序中，通過查詢方式讀取相應(yīng)消息對(duì)象中的數(shù)據(jù)。

　　CAN控制器初始化工作主要包括波特率參數(shù)設(shè)置、接收屏蔽寄存器及接收代碼寄存器的設(shè)置、使能允許寄存器的設(shè)置等。通過總線定時(shí)器寄存器CANBT1、CANBT2、CANBT3來設(shè)置波特率參數(shù)。AT90CAN128中提供了一組由4個(gè)驗(yàn)收碼寄存器（CANIDT1～CANIDT4）和4個(gè)驗(yàn)收屏蔽寄存器（CANIDM1～CANIDM4）組成的驗(yàn)收濾波器，信息只有通過它的驗(yàn)收濾波才能被接收；所有驗(yàn)收屏蔽寄存器為0的位，驗(yàn)收碼寄存器和CAN信息幀的對(duì)應(yīng)位必須相同才能驗(yàn)收通過，而所有驗(yàn)收屏蔽寄存器中為1的位，驗(yàn)收碼寄存器對(duì)應(yīng)位的驗(yàn)收濾波功能則被屏蔽。通過設(shè)置驗(yàn)收濾波器，既可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，也可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播式通信，使整個(gè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)更加靈活。
　　4、實(shí)驗(yàn)
　　采用本文設(shè)計(jì)的汽車ECU對(duì)車輛上的模擬信號(hào)（水溫、壓力等），脈沖信號(hào)（轉(zhuǎn)速、里程等）進(jìn)行采集，并通過CAN總線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。采用IXXAT公司的CAN分析儀（USBtoCAN）對(duì)CAN總線進(jìn)行監(jiān)控，利用計(jì)算機(jī)與CAN分析儀連接，并通過CAN總線采集ECU傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，CAN總線的通信波特率設(shè)定為125kbps，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的總線狀態(tài)如圖4(a)所示，實(shí)驗(yàn)中采用CAN2.0B擴(kuò)展幀協(xié)議，采集某ECU節(jié)點(diǎn)的CAN總線數(shù)據(jù)如圖4(b)所示，其中節(jié)點(diǎn)204060為脈沖信號(hào)采集，節(jié)點(diǎn)204061為模擬信號(hào)采集，數(shù)據(jù)長度為8字節(jié)，空余字節(jié)用FF填補(bǔ)，可用來擴(kuò)展信息量。

　　根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果，可以看出總線沒有接收到出錯(cuò)幀，接收到數(shù)據(jù)幀，反映總線工作狀態(tài)正常。從接收的數(shù)據(jù)表明，每個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)發(fā)送的ID碼和數(shù)據(jù)與預(yù)定義的ID碼和數(shù)據(jù)相同，總線接收和發(fā)送正常。另外，在軟件中加入了異常處理，如果某節(jié)點(diǎn)一直向總線發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志，總線會(huì)自動(dòng)終止該節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)也會(huì)檢測(cè)到錯(cuò)誤條件，停止向該節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣可以避免總線癱瘓。
　　5、結(jié)論
　　本文設(shè)計(jì)的基于AT90CAN128單片機(jī)的汽車ECU，由于其本身接口豐富，可以采集多種傳感器數(shù)據(jù)，并集成了CAN接口模塊，這樣提高了EUC的工作可靠性和CAN接口通信的可靠性，非常適宜于組建汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)。另外，在硬件上做了優(yōu)化處理，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。實(shí)驗(yàn)表明，該ECU能準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，并能通過CAN總線進(jìn)行可靠通信