基于DSP的電動汽車CAN總線系統通訊技術設計

4 　CAN總線模塊

CAN 總線模塊是DSP的一個16位的外設,是一個完整的CAN 控制器. 除具有CAN 總線的基本功能外,還有一些特有功能,如:對象有六個郵箱,其數據長度為0～8 個字節,其中兩個接收郵箱(0、1) ,兩個發送郵箱(4、5) ,兩個可配置為接收或發送郵箱(3、4) ;自動回復遠程請求功能;可編程的CAN 總線喚醒功能;自測試模式功能等. 對CAN 總線的訪問分為控制/ 狀態寄存器的訪問和郵箱的RAM 訪問.CAN 總線控制模塊的內存空間分配圖如圖3 所示.

圖3 　CAN 總線內存空間分配

CAN 控制器發送的信息幀有兩種,一種是發送數據幀,一種是發送遠程幀. 發送郵箱有郵箱4 和郵箱5以及被配置為發送方式的郵箱2 和郵箱3. 發送數據幀時,在數據寫到發送郵箱的數據區后,如果相應的發送請求位使能,則數據幀被發送到CAN 總線上. 數據幀的數據區可以通過軟件設置成1～8 個字節. 數據幀的格式如圖4 所示.

圖4 　CAN 總線數據幀

CAN 總線控制器的接收郵箱有郵箱0和郵箱1及被配置為接收方式的郵箱2 和郵箱3. CAN 控制器在接收信息時,首先要將接收信息的標志符與相應接收郵箱的標志符進行比較,只有標志符相同的信息才能被接收. CAN 總線控制器的接收寄存器使得接收郵箱可以忽略更多的位來接收信息. 但是,如果當接收屏蔽使能位(AME) 為0 時,則局部接收屏蔽寄存器將失效. 只有配置為發送方式的郵箱2 和郵箱3 才可以接收自動應答遠程幀. 當郵箱接收到遠程幀后,接收節點將自動發送一個數據幀作為應答.

5 　接口電路設計

由于DSP 本身內帶CAN 總線模塊,所以不需要專門的CAN 控制器,DSP 本身不具有CAN 收發器,需要外接CAN 收發器82C250 ,中間使用光電隔離器6N137. 如果距離很短,可以不使用光電隔離器. DSP與光電隔離器和CAN 收發器硬件連接圖如圖5 所示.

圖5 　DSP 與CAN 總線硬件連接圖

6 　電動汽車總成控制器CAN通訊的軟件實現

電動汽車總成控制器是電動汽車的心臟,它需要頻繁的接收和發送數據對電動汽車進行實時控制和檢測. 發送信息采用查詢方式,接收信息采用中斷方式. 通過設定不同事件的不同優先級來確定信息的接收和發送順序,同時增加緊急事件處理程序來提高控制器處理緊急事件的能力,保證車輛和人身安全. 緊急事件處理程序是當緊急事件發生時,如執行器件損壞,急剎車和急轉彎等,通過暫時屏蔽低優先級事件,如電池電量檢測,LCD 顯示系統等,使控制器有足夠的時間處理緊急事件,以提高控制器的實時控制能力和應急處理能力. 控制器軟件流程圖如圖6 所示.

圖6 　控制器軟件流程圖

7 　結　論

目前,現場總線在自動化領域中快速發展,CAN總線作為一種很有影響的現場總線,采用了許多新的技術和設計,使CAN 總線成為最有發展前途的現場總線之一. CAN 總線以其高實時性、高可靠性和高靈活性,在工業自動化控制中得到了越來越多的應用. 本文應用DSP 控制器作為CAN 總線的微處理器,利用DSP 很強的數據處理能力和CAN 總線傳輸速率高、可靠性高的特點,對電動汽車內復雜的通訊系統提出解決方案. 實驗證明,本系統不但解決了電動汽車通訊對實時性的要求,而且可靠性和穩定性都得到了提高.