基于CAN總線的汽車組合儀表盤的設(shè)計(jì)

1. 概述

控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network, 簡(jiǎn)稱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(bào)文ID 并采用非破壞總線仲裁技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先權(quán)仲裁,串行通信,事件觸發(fā)型,大大減少線束的數(shù)量。CAN總線協(xié)議最初是由德國(guó)BOSCH公司于20世紀(jì)80年代提出并用于汽車的,1993年形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898-1。由于其高性能、高可靠性及獨(dú)特的設(shè)計(jì),CAN越來越受到人們的重視,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車電子控制,目前已經(jīng)成為整車網(wǎng)絡(luò)中的主要通信方式。

在為某公司開發(fā)的汽車儀表盤控制系統(tǒng)中,由于整車網(wǎng)絡(luò)信息化的需要,希望采用總線方式,將儀表盤掛接在通信網(wǎng)絡(luò)上,通過需求分析，本系統(tǒng)采用NEC的專用汽車儀表控制器UPD780822芯片，UPD780822是NEC公司的專門為汽車儀表開發(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(jī)控制器，并可用于驅(qū)動(dòng)十字交叉線圈；支持34×4 LCD驅(qū)動(dòng)，可以顯示總里程、小計(jì)里程，還可顯示檔位及時(shí)鐘等信號(hào)；同UPD780822有一個(gè)CAN通道，支持CAN2.0A及CAN2.0B；還可以在出錯(cuò)時(shí)自動(dòng)重發(fā)，響應(yīng)遠(yuǎn)程幀自動(dòng)傳送；支持多報(bào)文，16個(gè)報(bào)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(hù)等功能。以上這些特點(diǎn)在汽車儀表中都有實(shí)際的運(yùn)用。系統(tǒng)框圖如圖1所示：

圖1

CAN 總線收發(fā)器選用英飛凌公司的TLE7259G，是英飛凌公司專門為車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的CAN總線收發(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)不影響總線狀態(tài), 針對(duì)汽車環(huán)境的總線插件保護(hù), 過熱保護(hù),對(duì)地及電源短路保護(hù)功能。

2．車載CAN總線儀表系統(tǒng)需求分析和設(shè)計(jì)

基于CAN總線的車用儀表系統(tǒng)主要要求完成以下兩項(xiàng)功能：（1)通過CAN總線接受各類汽車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如車速數(shù)據(jù)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)、冷卻水水溫、燃油液位、各類報(bào)警燈狀態(tài)等；