基于CAN/LIN總線(xiàn)的汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )設計

接口設計

整車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )是由許多CAN 節點(diǎn)和L IN 節點(diǎn)通過(guò)CAN 總線(xiàn)和L IN 總線(xiàn)連接組成的一個(gè)局域網(wǎng),因此接口設計十分重要。

圖3 為中央控制器與CAN 總線(xiàn)、L IN 總線(xiàn)接口設計。中央控制器內包括了一個(gè)CAN 的控制器和一個(gè)SCI 接口。CAN 智能節點(diǎn)一般由MCU ,CAN 控制器和CAN 收發(fā)器組成。

目前從事CAN 總線(xiàn)及L IN 總線(xiàn)芯片開(kāi)發(fā)和制造的廠(chǎng)商很多,如PHIL IPS ,FREESCAL E ,ONSEMI , TI 等,設計人員可以根據自身需要選擇不同的芯片組合。這里中央控制器選擇了FREESCAL E 的MC68HC908AZ60 芯片。該芯片是專(zhuān)為汽車(chē)電子應用設計的功能強大的8 位單片機,內部集成了低速CAN 控制器,支持CAN2. 0A/ 2. 0B ,具有一個(gè)SCI 模塊。該芯片除了完成L IN 網(wǎng)絡(luò )與CAN網(wǎng)絡(luò )的通信連接外,還兼有其它的控制功能。

L IN 節點(diǎn)選擇了FREESC2AL E 的器件。其中L IN 節點(diǎn)收發(fā)器采用MC33399 ; L IN 節點(diǎn)MCU 選擇MC68HC805 PV8。由于汽車(chē)上的電磁干擾較大,為提高系統的抗干擾能力,在CAN 控制器和CAN 收發(fā)器以及L IN 控制器和L IN 收發(fā)器之間增加了由6N137 構成的光電隔離電路。

CAN 智能節點(diǎn)選擇PHIL IPS 器件: PCA82C250 作為CAN 收發(fā)器; CAN 節點(diǎn)的MCU 選用P89C591 , 因P89C591 內部集成有CAN 控制器(有PeliCAN 接口) ,所以沒(méi)有再選擇CAN 控制器,其連接圖如圖4 所示。設計人員也可以選用微控制器+ 外接CAN 控制器這樣的連接法。

PCA82C250 提供對總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送能力和對CAN控制器的差動(dòng)接收能力。在低速和總線(xiàn)長(cháng)度較短時(shí),一般采用斜率控制方式,以限制上升和下降斜率,降低射頻干擾,斜率可通過(guò)調節由引腳8 至地連接的電阻進(jìn)行控制。通信信號傳輸到導線(xiàn)的端點(diǎn)時(shí)會(huì )發(fā)生反射,反射信號會(huì )干擾正常信號的傳輸,因而總線(xiàn)兩端需接終端電阻,以消除反射信號。其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。

總　結

基于CAN 總線(xiàn)A 類(lèi)車(chē)身控制在汽車(chē)上已有廣泛應用。隨著(zhù)車(chē)上總線(xiàn)節點(diǎn)的增加及高性能系統向中、低檔汽車(chē)的發(fā)展,CAN 總線(xiàn)相對較高的實(shí)現成本就成為一種障礙。與CAN 相比,L IN 節點(diǎn)的通信成本是CAN 的1/ 3～1/ 2 ,具有較明顯的成本優(yōu)勢。文中的汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )將L IN 應用于車(chē)身系統,既實(shí)現了應有的網(wǎng)絡(luò )控制功能,又降低了開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)的成本,具有較高的實(shí)用性。