基于CAN總線(xiàn)的汽車(chē)組合儀表盤(pán)的設計

1. 概述

控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network, 簡(jiǎn)稱(chēng)CAN) 是一種支持分布式和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò ),其主要特點(diǎn)是采用多主方式工作, 基于報文ID 并采用非破壞總線(xiàn)仲裁技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先權仲裁,串行通信,事件觸發(fā)型,大大減少線(xiàn)束的數量。CAN總線(xiàn)協(xié)議最初是由德國B(niǎo)OSCH公司于20世紀80年代提出并用于汽車(chē)的,1993年形成國際標準ISO 11898-1。由于其高性能、高可靠性及獨特的設計,CAN越來(lái)越受到人們的重視,已經(jīng)廣泛應用于汽車(chē)電子控制,目前已經(jīng)成為整車(chē)網(wǎng)絡(luò )中的主要通信方式。

在為某公司開(kāi)發(fā)的汽車(chē)儀表盤(pán)控制系統中,由于整車(chē)網(wǎng)絡(luò )信息化的需要,希望采用總線(xiàn)方式,將儀表盤(pán)掛接在通信網(wǎng)絡(luò )上,通過(guò)需求分析，本系統采用NEC的專(zhuān)用汽車(chē)儀表控制器UPD780822芯片，UPD780822是NEC公司的專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)儀表開(kāi)發(fā)的一款8位微控制器。它具有以下一些主要特點(diǎn)：4通道大電流輸出的步進(jìn)電機控制器，并可用于驅動(dòng)十字交叉線(xiàn)圈；支持34×4 LCD驅動(dòng)，可以顯示總里程、小計里程，還可顯示檔位及時(shí)鐘等信號；同UPD780822有一個(gè)CAN通道，支持CAN2.0A及CAN2.0B；還可以在出錯時(shí)自動(dòng)重發(fā)，響應遠程幀自動(dòng)傳送；支持多報文，16個(gè)報文緩沖，可以彈性配置接收濾波；擁有8通道10位 A/D、3個(gè)串行口以及低電壓保護等功能。以上這些特點(diǎn)在汽車(chē)儀表中都有實(shí)際的運用。系統框圖如圖1所示：

圖1

CAN 總線(xiàn)收發(fā)器選用英飛凌公司的TLE7259G，是英飛凌公司專(zhuān)門(mén)為車(chē)載網(wǎng)絡(luò )設計的CAN總線(xiàn)收發(fā)器，該器件具有極低電磁輻射，高抵抗共模干擾的差動(dòng)接受電路，斷電時(shí)不影響總線(xiàn)狀態(tài), 針對汽車(chē)環(huán)境的總線(xiàn)插件保護, 過(guò)熱保護,對地及電源短路保護功能。

2．車(chē)載CAN總線(xiàn)儀表系統需求分析和設計

基于CAN總線(xiàn)的車(chē)用儀表系統主要要求完成以下兩項功能：（1)通過(guò)CAN總線(xiàn)接受各類(lèi)汽車(chē)實(shí)時(shí)數據，如車(chē)速數據、發(fā)動(dòng)機轉速數據、冷卻水水溫、燃油液位、各類(lèi)報警燈狀態(tài)等；