基于CAN/LIN總線的汽車通信網絡設計

接口設計

整車通信網絡是由許多CAN 節點和L IN 節點通過CAN 總線和L IN 總線連接組成的一個局域網,因此接口設計十分重要。

圖3 為中央控制器與CAN 總線、L IN 總線接口設計。中央控制器內包括了一個CAN 的控制器和一個SCI 接口。CAN 智能節點一般由MCU ,CAN 控制器和CAN 收發器組成。

目前從事CAN 總線及L IN 總線芯片開發和制造的廠商很多,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。該芯片是專為汽車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SCI 模塊。該芯片除了完成L IN 網絡與CAN網絡的通信連接外,還兼有其它的控制功能。

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

CAN 智能節點選擇PHIL IPS 器件: PCA82C250 作為CAN 收發器; CAN 節點的MCU 選用P89C591 , 因P89C591 內部集成有CAN 控制器(有PeliCAN 接口) ,所以沒有再選擇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 提供對總線的差動發送能力和對CAN控制器的差動接收能力。在低速和總線長度較短時,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,斜率可通過調節由引腳8 至地連接的電阻進行控制。通信信號傳輸到導線的端點時會發生反射,反射信號會干擾正常信號的傳輸,因而總線兩端需接終端電阻,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A 類車身控制在汽車上已有廣泛應用。隨著車上總線節點的增加及高性能系統向中、低檔汽車的發展,CAN 總線相對較高的實現成本就成為一種障礙。與CAN 相比,L IN 節點的通信成本是CAN 的1/ 3～1/ 2 ,具有較明顯的成本優勢。文中的汽車通信網絡將L IN 應用于車身系統,既實現了應有的網絡控制功能,又降低了開發、生產、服務的成本,具有較高的實用性。