基于CAN總線的客車輕便換檔系統設計實現

　　(5) 在OS_CPU_A.ASM中編寫4個匯編語言函數。

系統共需創建4個任務，系統任務分配情況如圖4所示。

　　CAN總線掃描任務定時掃描CAN總線的各寄存器，用于接收前置節點發送的手柄位置信號。

　　顯示任務主要擔任顯示、刷新等職責，用于調試過程中觀察動作的完成情況。

　　系統主任務用于執行數據的邏輯分析判斷及超限報警等功能。數據采集任務將實時掃描各個數據采集端口，用于采集車速，發動機轉速等參數。

　　主函數負責系統的初始化以及任務的創建、啟動等。

　　各個任務之間通過信號量、消息隊列等途徑可以相互通信，以保證任務執行得實時與同步。

3 系統通信機制設計

　　輕便換檔系統對通信系統的要求是：數據傳輸可靠，實時性高，傳輸速率高，誤碼率低[3]。CAN總線作為一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，具有很強的靈活性、簡單的擴展可能性、優良的通信實時性以及通信的可靠性和檢錯能力，能夠應用于各種苛刻的電子環境，已經成為汽車的首選網絡通訊總線形式。

　　CAN總線的模型結構只有3層：物理層、數據鏈路層和應用層，傳輸介質為雙絞線，通信速率最高可達1 Mb／s(40 m)，其通信方式靈活，無需站地址等節點信息，采用非破壞性總線仲裁技術，滿足實時要求。

　　在研究CAN 2.0B規范的基礎上，采用自定義通訊協議的方案實現了系統前后兩個節點的通訊。前節點發出命令，后節點接收后不發確認信號，前節點收到后節點的信息后判斷是否正確，如果不正確或在規定的時間內收不到，則重新發命令，重發超過規定的次數為通訊故障；后節點發出信息，前節點接收后不發確認信息，前節點在規定的時間內收不到則為通訊故障。節點數據幀基本結構定義如下：

系統中每個節點數據幀用ID區別，每個節點可定義多個不同的數據幀，用以傳送不同的信息。

　　系統抗干擾設計　

　　系統將從軟硬件兩方面采取措施，綜合防止干擾對單片機系統工作的影響。

　　硬件方面主要是切斷來自傳輸通道和電源線的干擾，設計中通過濾波電容、光電耦合器的應用以及合理的元件布局和布線，有效地抑制分布電容的干擾、電磁互感、漏磁的干擾等，同時PCB板科學的接地，很好地解決信號完整性問題，改善了PCB板的電磁兼容性(EMC)。

　　軟件方面則是通過指令冗余、軟件陷阱和看門狗技術來保證程序的正常運轉，有效地解決了程序運行過程中的跑飛和死循環問題。

5 結 語

　　客車輕便換檔系統將手動換檔改為電控輕便換檔，使車輛得到了更為出色的換檔舒適性與經濟性，徹底實現客車換檔的轎車化，既保留了機械變速器效率高、成本低、結構簡單的優點，又充分利用了電控響應速度快，可控性高的特性，符合汽車技術電子化、智能化、人性化的發展方向。

　　本文創新點在于摒棄以往單片機系統軟件編程的單任務模式，采用嵌入式實時多任務操作系統μC／OS-Ⅱ的編程方法，使系統的實時性得到更大提高。經實踐證明，系統運行可靠，通訊正常，并達到了較高的性能指標。系統只需要進行少量的調整，就能適用于各類型的客車，具有廣闊的發展和應用前景。