基于CAN总线的汽车仪表设计
车辆工程毕业设计50汽车CAN总线技术研究毕业设计
理工大学毕业设计说明书(论文)作者: 学号：学院(系):机械工程学院专业: 机械设计制造及其自动化题目: 汽车CAN总线技术研究目次1绪论 (4)1.1 汽车CAN总线技术的研究意义 (4)1.2 汽车CAN总线技术的发展现状 (4)1.3 本课题的主要研究内容和方法 (6)2 CAN总线系统总体方案设计 (8)2.1 系统方框图 (8)2.2 CAN总线主要参数的选择 (9)2.3 CAN总线应用层的定义 (12)2.4 程序设计方法选择 (12)3 基于单片机的CAN节点的CAN接口设计 (13)3.1 接口硬件设计 (14)3.1.1接口元器件选择 (15)3.1.2 接口电路图设计 (15)3.2 接口软件设计 (15)3.2.1 初始化子程序的设计 (15)3.2.2 发送子程序的设计 (16)3.2.3 接收子程序的设计 (16)4 基于单片机的CAN节点的功能部分设计 (18)4.1功能部分硬件设计 (18)4.1.1元器件的选择 (18)4.1.2电路图的设计 (18)4.2功能部分软件设计 (19)4.2.1 PWM调速软件设计 (19)4.2.2计数测速软件设计 (19)5 基于PC机的CAN节点的设计 (21)5.1 LPT-CAN接口卡 (21)5.2 接口函数库 (21)5.3应用软件的MFC设计 (21)6 系统构建与性能检测 (23)6.1 系统构建和调试 (23)6.2 系统性能检测 (24)7 汽车车身CAN解决的方案 (26)8 摩托车CAN总线解决方案 (28)9 CAN总线本科教学建议 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (34)附录A 节点电路图 (36)附录B 部分源码 (37)附录C 系统调试 (41)1 绪论1.1汽车CAN总线技术研究的意义随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的电子装置越来越多。
较高档的汽车中，电子系统的成本已经超过总成本的20%，并且增长很快。
基于CAN总线的车辆模式开关设计
第22卷第3期2020年6月黄山学院学报Journal of Huangshan UniversityV〇1.22,N0.3Jun.2020基于CAN总线的车辆模式开关设计胡娟，芦莎(黄山学院机电工程学院，安徽黄山245041)摘要：介绍车辆模式开关的基本应用，采用CAN总线的方式实现了车辆模式的选择。
利用总线仿真 工具模拟实现车辆其它CAN网络模块与车辆模式开关的信息交互。
结果表明车辆模式开关能够有效地将 车辆模式的请求信号发布到CAN网络上，同时也能有效地接收其它网络节点的指令，并做出响应。
车身开 关的集成化设计是汽车电子领域的必然趋势，因此基于CAN总线的车辆模式开关设计具有一定的工程应用 价值。
关键词:CAN总线；车辆模式选择;微控制器；车栽网络中图分类号:U463 文献标识码:A文章编号：1672-447X(2020)03-0020-0041引言随着消费者对汽车驾驶舒适度的要求越来越 高，汽车内部供驾驶员操作的开关按键以及相关的 电子模块越来越多，必然导致电子模块之间的连接 线束越来越多，也越来越复杂。
大量的连接线束提 高了车辆设计的成本，更严重的是过多线束应用带 来了巨大的安全隐患。
为了缩减汽车线束的使用，近些年乘用车开始大量出现总线类开关％诸如采 用LIN总线的玻璃升降开关、采用CAN总线的空调 面板开关以及汽车仪表。
CAN总线的车辆模式开 关正是在这些应用的背景下提出将车辆模式的选 择使用CAN总线的方式实现，提高了车辆模式选择 的安全性，对车身开关集成化设计具有一定的参考 意义。
2 CAN总线的特点相对于其它的通信方式，CAN总线通信具有突出的实时性、稳定性和可移植性。
其主要的特点可概括为：1.CAN总线的网络节点没有主从关系，通过判 断优先级，采用总线仲裁技术来发送信息,不存在主节点的调度以及轮询，因此CAN网络系统的响应速率非常高\2. CAN网络采用差分传输技术，有效的规避了 供电系统网络以及电源网络带来的信号干扰，有效地提高了通信数据的可靠性以及电磁抗干扰能力。
浅谈can总线在汽车上的应用
浅谈can总线在汽车上的应用
CAN总线是指控制器区域网络总线，是一种基于串行通信的短距离通信协议，通常应用于汽车电子系统中，使得车辆内部的各种设备可以进行互联，从而实现车辆的智能化控制。
在汽车上，CAN总线可以应用于如下几个方面：
1. 发动机控制：汽车的发动机是最核心的部分，通过CAN总线连接发动机控制模块，可以实现发动机的高效控制，比如更好的加速和燃油经济性。
2. 刹车控制：刹车是汽车行驶中重要的控制部分，通过CAN 总线，可以实现刹车的智能控制，比如自动制动和紧急制动等功能。
3. 灯光控制：汽车灯光是行驶中的重要信号，通过CAN总线连接灯光控制模块，可以实现灯光的自动控制和节能减排，比如自适应大灯等功能。
4. 仪表板控制：汽车仪表板是车辆状态的直观反馈，通过CAN总线连接仪表板控制模块，可以实现多种状态的显示，比如车速、油量、排气等级等。
5. 座椅和空调控制：汽车座椅和空调是车内舒适性的重要组成部分，通过CAN总线连接座椅和空调控制模块，可以实现个性化的控制，比如温度和座位调节等功能。
总的来说，CAN总线在汽车中的应用非常广泛，可以实现车辆内部设备之间的互联和智能控制，从而使得车辆更加安全、节能、环保和舒适。
基于CAN总线的汽车车身网络主要节点的设计与分析.
基于CAN总线的汽车车身网络主要节点的设计与分析车载网络是现代汽车发展的一个重要方向,也是科学技术发展的必然趋势。
CAN总线技术作为车载网络系统的主流标准,加速了网络技术在汽车上的应用,简化了汽车上电气设备的线缆,提高了电控系统的可靠性与灵活性。
基于CAN总线的汽车车身舒适系统是汽车网络控制系统的一个重要子系统,而车身的中央控制单元与左前门控单元是舒适系统的核心部分,本论文主要针对基于CAN总线的汽车车身网络主要节点即中央控制单元与左前门控单元展开研究。
一、本论文综述了CAN总线技术在国内外的研究应用状况;简述了车载网络系统的发展及特点;阐述了CAN总线的发展,概括、分析了CAN总线的技术要点;二、设计、搭建了CAN总线试验平台,利用该平台对车身舒适系统CAN总线进行了测试、分析,并获得了相应的数据帧。
分析了数据帧的基本的运作特点与方式;归纳了与中央控制单元和左前门控单元相关的数据帧,全面分析中央控制单元和左前门控单元的功能、特点。
三、根据对中央控制单元的测试分析,基于LabVIEW的中央控制单元设计,通过PCI/CAN卡与车身舒适系统CAN总线相连接,利用上位机分析软件,进行在线测试、分析。
四、通过对实验平台上的车身舒适系统的左前门控单元的分析,设计了替代的左前门控单元,解决了其不受外部控制数据帧控制的问题。
并利用上位机分析软件,进行在线测试、分析。
【相似文献】[1]. 余兴智,朱昌明,毕晓亮.分布式系统中的CAN总线应用设计[J].机械与电子, 2003,(01)[2]. 新的LabVIEW~(TM)模块[J].仪表技术, 2000,(06)[3]. 张业建,何晓霞,钟廷修.CAN总线及其在电液伺服系统中的应用[J].液压与气动, 2002,(01)[4]. 福特研究车载网络与司机注意力的关系[J].国外科技动态, 2001,(02)[5]. 蔺金元,秦亚超.基于CAN总线的数据采集系统[J].宁夏工程技术,2002,(02)[6]. 苏健,张慧慧.基于CAN总线的监控系统设计[J].制造业自动化, 2003,(02)[7]. 刘兴华,徐桂红,李小金.基于CAN总线的混合动力系统与计算机通讯的研究[J].内燃机工程, 2004,(03)[8]. 刘淑芬.基于CAN总线的电机运行在线保护系统的研究[J].机械工程与自动化, 2004,(05)[9]. 戴永彬,梁清华.基于CAN总线的测控教学实验系统[J].辽宁工学院学报, 2004,(04)[10]. 管京周,李世平,陈世伟,熊楠.AX5488 GPIB接口板在labVIEW环境下的应用[J].计量与测试技术, 2005,(01)【关键词相关文档搜索】：检测技术与自动化装置; 车载网络; CAN总线; 车身舒适系统; LabVIEW; 上位机【作者相关信息搜索】：南京林业大学;检测技术与自动化装置;蔡伟义;李彩生;。
汽车can总线工作原理及测量方法详解
汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。
CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。
CB311CAN总线的结构如图1所示。
图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。
CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。
2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。
它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。
同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。
3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。
两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。
通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。
4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。
CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。
汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。
某型工程车CAN总线控制系统设计应用
某型工程车CAN总线控制系统设计应用讨论了基于CAN总线技术的汽车分布式控制系统的组成结构和实现方案，介绍了系统通用模块和数字化仪表的硬件设计，并选用基于磁耦隔离技术的ADUM1201来提高通信时的抗干扰能力。
阐述了系统主控软件、CAN收发数据软件设计流程。
模块硬件的通用化设计和主控软件可灵活升级的特点，使系统可适用于更多车型。
标签：CAN总线；控制系统；磁耦隔离；软件设计引言随着计算机技术、网络通讯技术和集成电路技术的飞速发展，汽车网络技术应运而生，为简化汽车上电子控制单元（ECU）之间进行的复杂的信息传递和数据交换，已产生了多种网络标准，如美国汽车工程协会（SAE）的J1850、国际标准化组织（ISO）的V AN和德国博世公司（BOSCH）的CAN等[1]。
其中，CAN总线是BOSCH为解决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通信协议，具有突出的可靠性、实时性和灵活性[2]，近年来，基于CAN 总线技术的分布式控制系统越来越广泛地被应用到汽车上。
汽车仪表也随着电子技术和CAN总线技术的日趋完善而快速向数字化方向发展，并与其它节点组成整车控制网络，对车辆状态进行监控。
而对位置分散的信号进行通用化监控处理，可使系统具有更灵活的适用性和更便捷的后期维护，适于批量生产。
1 车身控制系统组成结构系统中数字化仪表和三个通用模块单独供电，它们通过双绞线相连，组成多主CAN网络，实现节点间数据的双向传送。
车身系统的控制逻辑运算均由仪表模块的处理器来完成，仪表模块通过采集或者通过CAN总线从其它节点获取车辆状态信息后，经过逻辑运算，再将控制命令通过CAN总线发送给其它节点，实现对功率负载的控制，同时，仪表还按照SAE J1939协议接收尿素液位ECU 和发动机ECU的状态信息，并将车辆状态通过点亮LED灯或驱动步进电机带转指针来指示，或者以字符或图标在LCD显示屏中来显示，为驾驶员或维护人员实时提供信息。
汽车级CAN总线详细教程-看过了很好
Canbus采用双绞线自身校验的结构，既可以防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像。并且每一个控制器都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调效应。
基本构造
+1V
-1V
外界的干扰同时作用于两根导线
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统上采用了传送速率为62.5Kbit/m的Canbus。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统上增加了Canbus，传送速率为500Kbit/m。
2000年，大众公司在PASSAT和GOLF采用了带有网关的第二代Canbus。
2001年，大众公司提高了Canbus的设计标准，将舒适系统Canbus提高到100Kbit/m, 驱动系统提高到500Kbit/m。
01
02
汽车电子技术发展的特点：
汽车电子控制技术从单一的控制逐步发展到综合控制，如点火时刻、燃油喷射、怠速控制、排气再循环。 电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组成部分，如制动防抱死系统、自动变速系统、信息显示系统等。 从汽车本身到融入外部社会环境。
现代汽车电子技术的分类：
单独控制系统：由一个电子控制单元（ECU）控制一个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控制系统、自动变速器等。 集中控制系统：由一个电子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车底盘控制系统。 控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统，各控制单元（ECU）的共用信息通过总线互相传递。
CAN总线布置、结构和基本特点
使用方便：如果某一控制单元出现故障，其余系统应尽可能保持原有功能，以便进行信息交换
CAN总线在商用车上的设计应用
、７ 、 险温度 （ 该位置 的温度 已高于该处 试验 后取得 的数据来看 ，６ 、８ 以在客车设计时如要安装 电涡流缓 １ ２ 一 速 器就要 考虑 防范缓速器热害 的措 部件正常工作的温度 ） 括号 中的数 １ 及 １ 各点处的温度有所下降 ， ，
从而保证缓速器周边零部件 、 管 值 表示亚危 险温度 （ 该位置温度 已 些测量点处的温度 已满足设计 的要 施 ， 第２ 非常 接 近 该 处 部 件 正 常 工 作 的 温 求。 次试验前 又在 隔热板上加装 路 及线路 的正常工作 。
（ ）需要增加控制功能时 不一 ７
写 相关软 件就 可 。
波 的多地址信息传送 ； 定 需要增加系统硬件 ，仅仅通 过改 远程数据请求 。
之 电子控 制系统如 电喷发动机 、电
子空调 、电子导航 系统 、Ａ Ｓ Ｂ 、电
图 １试验接 线方法
充许 的情 况下也
据及试验条件见 下表 １ 。
的缓速器接线盒主线束 ，使它与缓 路 、线路 的耐热使用温度 ，如一般
２试验数据分析
速器 间的距 离 由原来 ０ 变为 ７ｍｍ， 线 束外表 的波纹管保护套的耐热温 ０ 并 且在 它 们 间增加 了一 块 隔 热板 度 是 １５ ０ ℃左右 ， 而在缓速器周边的
维普资讯
新产 品新 技术
Ｃ Ｎ总线在商用车上的设计应用 Ａ
戴 胜 晓
内容提 要 ： 文 简要介 绍 了ＣＮ 线技 术的相 关概 念 。 本 Ａ总 明确 整车 Ｃ Ｎ 线设 计过 程 中涉及 的功 能选取 与 Ａ总
Ｃ Ｎ相 关联 的几 大总成 系统—— 总 线仪 表 ，Ｃ Ｎ控 制模 块 。 Ａ Ａ
发动
度） 。对 位 于 危 了隔热材料 ， 试验结 果可看出８ 从 点 险 温 度 处 的 管 处 的温度 已基本达到设计要求 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要本设计致力于汽车CAN总线仪表系统的研究，深入讨论了系统的设计思想与实现方法，实现了在LabVIEW开发平台上建立基于CAN总线的虚拟仪表系统。整个设计分为硬件系统和软件系统两部分。其中硬件系统是以飞思卡尔公司的MC9S12XS128作为微处理器的核心。软件系统是利用C语言编写程序实现两个CAN节点之间的通讯以及利用LABVIEW编程实现单片机与虚拟仪表之间的通讯。系统首先构建了一个由两个CAN节点组成的最简单的CAN网络。对两个节点进行软件设计后，来实现相互之间的通讯和数据收发，同时在汽车的CAN应用层协议基础上，上位机节点对接收的CAN报文进行处理，得到虚拟仪表各控件所对应的数据。其中，基于LabVIEW的虚拟仪表系统开发和单片机的C语言编程是本设计的重点和难点。
关键词：CAN总线；汽车仪表；LabVIEW；C语言；单片机ABSTRACTThispaperresearchesautomotiveinstrumentbasedonCANbus,deeplydiscussestheideaandthemethodofsystemdesignandbringsforwardtheapproachofdesigntheautomotiveemulationalvirtualinstrumentsystemontheplatformofLabVIEWsoftware.Thewholedesignofhardwaresystemandsoftwaresystemisdividedintotwoparts.OneofthehardwaresystemistheMC9S12XS128asfreescale'scompanycoremicroprocessor.AsoftwaresystemisusingwritteninClanguageprogramrealizationofthecommunicationbetweentwoCANnodeusingGlanguagepreparationandMCUandvirtualinstrumentLABVIEWrealizationofthecommunicationbetween.ToconstructasystemfirstcomposedbytwoCANnodeofthemostsimpleCANnetwork.Twonodessoftwaredesign,torealizemutualcommunicationanddatatransceiver,meanwhileinautomobileCANapplication-layerprotocolbasis,PCnodetoreceivemessageprocessing,CANgetvirtualinstrumentcorrespondingeachcontrolthedata.Amongthem,theLabVIEWvirtualinstrumentbasedonSCMsystemdevelopmentandtheCprogramminglanguageisthedesignofthekeyanddifficult.
Keywords:CANBus；AutomotiveInstrument；LabVIEW；CLanguage；SCM目录摘要......................................................................................................................................Ⅰ
Abstract................................................................................................................................Ⅱ
第1章绪论........................................................................................................................1
1.1课题研究的目的和意义............................................................................................11.2汽车仪表的发展.......................................................................................................21.3CAN总线技术推动汽车仪表的升级换代..............................................................21.4研究的基本内容.......................................................................................................3第2章CAN总线原理....................................................................................................5
2.1汽车总线...................................................................................................................52.2CAN总线..................................................................................................................52.2.1CAN总线简介..................................................................................................52.2.2CAN总线基本特点..........................................................................................72.2.3CAN总线通讯介质访问控制方式..................................................................72.2.4CAN总线的物理层设计..................................................................................82.2.5CAN应用软件设计原则..................................................................................82.3汽车的其他总线.......................................................................................................82.3.1LIN总线简介....................................................................................................82.3.2FLEXRAY总线简介........................................................................................92.3.3MOST总线简介.............................................................................................102.3.4汽车总线比较.................................................................................................112.4汽车通讯协议.........................................................................................................112.4.1SAEJ1939通讯协议......................................................................................112.4.2CAN总线协议................................................................................................122.5本章小结.................................................................................................................15第3章汽车智能仪表系统的硬件设计...................................................................16
3.1硬件系统的组成.....................................................................................................163.2微处理器的选择.....................................................................................................173.3微处理器的介绍.....................................................................................................17