基于CAN總線和PIC單片機的汽車開關電器盒設計

　　圖2 所示是TJA1050 的接口應用電路。電路中的一個120 俚牡繾鑂9，對于匹配總線阻抗起著相當重要的作用，否則，數據通信的抗干擾性和可靠性將大大降低，甚至無法通信。

　　2.3 信號采集及輸出控制電路設計

　　汽車的各種電氣工作狀態檢測是開關電器盒的重要工作職能之一，主要是由保險絲狀態采集電路。電源電壓和溫度采集電路。啟動電動機電流檢測電路組成。

　　汽車保險絲的工作狀態檢測。為了可靠。準確地檢測各保險絲的通斷情況，本系統采用了光耦隔離的方式檢測保險絲的通斷。該電器盒共有充電保險絲。暖風1~2 保險絲。開關電源保險絲。常火電源保險絲。ON 檔1~10 號保險絲。常火1~8 號保險絲等共24 路保險絲。保險絲檢測采用了光耦隔離的檢測方式，避免車上其他用電設備對電器盒系統的干擾。

　　開關電器盒需對電源電壓進行實時監測。通過電壓監測來實現高壓。低壓和發電機充電異常等三種異常報警：電壓過高報警是當電壓超過32 V 時，通過CAN 總線向儀表發出系統電壓過高報警；低電壓報警則是在車輛未啟動時，當系統電壓低于設定值23。5 V 時，要發出低電壓報警，同時超過4 min切斷電源總開關；發電機充電異常報警是指車輛啟動后，如充電正常，則當前電源電壓應大于26 V，如充電異常（ 電源電壓超過32 V 或低于26 V），則通過CAN 總線向儀表發出報警。

　　由于電壓報警僅需檢測3 個電壓值，為降低系統成本，本設計采用電阻分壓的方式來進行檢測。

　　本開關電器盒需檢測電器盒內的溫度，并通過CAN 總線將溫度數據發給儀表。系統采用的是3899 200K 的NTC（ 負溫度系數熱敏電阻） 來檢測溫度，通過與一標準電阻分壓后采樣AD 值，最后根據阻值- 溫度表格查得實際測量溫度值。

　　另外就是啟動電動機電流檢測。汽車啟動系統將蓄電池電能轉化為機械能，由啟動機帶動發動機旋轉并啟動發動機。汽車在啟動時，啟動電動機的工作電流非常大，一般可達300~600 A。為防止啟動電機的過電流對汽車電瓶及其他電路造成損壞，對啟動電動機加入了電流檢測電路。系統中選用了BYD BLY2-IOV2M電流傳感器，在開關電器盒中采用金屬銅片穿過電流傳感器腔體。該傳感器采用霍爾效應的測量原理，完全隔離式的測量方法，具有低功耗。寬測量范圍等特點。

3 汽車開關電器盒的軟件設計與實現

　　本開關盒電器軟件主要由兩大部分組成，包括用戶功能定義設計和CAN 驅動程序設計，其程序整體架構圖如圖3 所示。

　　圖3 中的用戶功能定義程序主要包括過壓監測。欠壓監測。保險絲斷路監測。過流監測。蓄電池充電監測。模塊自檢等。

　　SAE_J1939 協議驅動程序主要作用是對CAN 模塊中的接收緩存的CAN 報文加以解析以及對發送緩存中的CAN 報文加以翻譯。

　　SAE_J1939 協議的數據結構與CAN 報文結構有很大不同之處。它將CAN 報文的11 位標準幀以及29 位擴展 幀重新定義，對每一位都賦予特殊意義，其結構定義如下：