CAN是ControlAreaNetwork的缩写，该项技能最早由德国BOSCH公司推出，用于轿车内部丈量与履行部件之间的数据通讯。其总线标准现已被ISO世界标准安排制订为世界标准。因为得到了Motorola，Intel，Philip，Siemence，NEC等公司的支撑，它广泛使用在离散操控范畴。因为其高功用、高可靠性、及一起的规划，CAN越来越遭到人们的注重。国外已有许多大公司的产品选用了这一技能。现代轿车越来越多地选用电子设备操控，如发动机的守时、注油操控，加快、刹车操控(ASC)及杂乱的抗确定刹车体系(ABS)等。因为这些操控需检测及交流很多数据，选用硬接信号线的方法不光烦琐、贵重，并且难于处理问题，选用CAN总线上述问题便得到很好的处理。早在80年代，很多世界闻名的轿车公司就活跃致力于轿车总线技能的研讨及使用，如博世的CAN、SAE的J1850、马自达的PALMNET、德国群众的ABUS、美国商用机器的AUTOCAN、ISO的VAN等。现在，国外的轿车总线技能现已老练，选用总线体系的车辆有BENZ、BMW、RORSCHE、ROLLSROYCE、JAGUAR、VOLVO等。
现在，在国内还没有咱们自己开发研发的依据CAN总线的ECU产品。本文是以一汽群众为合作伙伴，一起展开的依据CAN总线轿车操控体系研讨作业的一部分，首要霸占了工程化关键技能，所做的轿车分布式电子操控体系具有彻底自主产权。文中对CAN总线的原理及功用进行详细分析的基础上，深入研讨了CAN总线操控器SJA1000，并规划了一套由单片机89C52和SJA1000以及82C250等芯片组成的CAN总线体系，该体系模仿了轿车中的外表盘以及照明体系，各个ECU之间经过CAN总线完结彼此通讯，然后到达削减轿车中的线束的意图，证明了CAN总线作为一个局域网使用在轿车中的极大优势。该项研讨将对我国轿车工业技能水平的进步起到促进效果。
CAN总线技能的优越性
CAN总线与一般的通讯总线比较，它的数据通讯具有杰出的可靠性、实时性和灵敏性。其具有以下首要特性：CAN是现在为止仅有有世界标准的现场总线；CAN为多主方法作业，网络就任一节点均可在恣意时刻主动的向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通讯方法灵敏，且无需站地址等节点信息；CAN网络上的节点信息分红不同的优先级，可满意不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134us内得到传输；CAN选用非破坏性总线裁定技能，当多个节点一起向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点不受影响地继续传输数据，然后大大节省了总线抵触裁定时刻。尤其是在网络负载很重的状况下也不会呈现网络瘫痪状况(以太网则或许)；CAN只需经过报文滤波即可完结点对点、一点对多点及大局播送等几种方法传送接纳数据，无需专门的“调度”；CAN的直接通讯间隔最远可达10km (速率5kbps以下)；通讯速率最高可达1Mbps(此刻通讯间隔最长为40m)；CAN上的节点数首要取决于总线驱动电路，现在可达到110个。选用短帧结构，传输时刻短，受搅扰概率低，具有极好的检错效果。CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错办法，确保了数据犯错率极低。CAN的通讯介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，挑选灵敏。CAN节点在过错严峻的状况下具有主动封闭输出功用，以使总线上其他节点的操作不受影响。CAN总线具有较高的功用价格比。它结构简略，器材简单置办，每个节点的价格较低，并且开发过程中，能充分利用现在的单片机开发工具。
CAN操控器与单片机的接口电路
SJA1000能够与不同类型的单片微型计算机接口，再加上收发器就组成了一个CAN使用体系的中心。体系硬件衔接，硬件电路的规划首要是CAN通讯操控器与微处理器之间和CAN总线收发器与物理总线之间的接口电路的规划。CAN通讯操控器是CAN总线接口电路的中心，首要完结CAN的通讯协议，而CAN总线收发器的首要功用是增大通讯间隔，进步体系的瞬间抗搅扰才能，维护总线，下降射频搅扰(RFI)，完结热防护等。微操控器的时钟采自SJA1000的振荡器。经过SJA1000的时钟分频寄存器CDR，它决议了SJA1000的CLKOUT 脚的输出和它的作业方法。SJA1000的AD0- AD7 衔接到89C52的P0口，CS片选信号衔接到89C51 的P2. 7。P2. 7 为0时CPU片外存储器地址可选中SJA1000，CPU经过这些地址可对SJA1000履行相应的读/写操作。SJA1000的RD、WR、ALE别离与89C52的对应引脚相连，INT接89C52的P3. 2(INTO)，89C52
也能够经过中止方法拜访SJA1000。82C250与CAN总线的接口部分也选用了必定的安全和抗搅扰办法。82C250的CANH和CANL引脚各自经过一个5Ω的电阻与CAN总线相连，电阻可起到必定的限流效果，维护82C250免受过流的冲击。CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，能够起到滤除总线上的高频搅扰和必定的防电磁辐射的才能。别的，在两根CAN总线输入端与地之间别离接了一个防雷击管，当两输入端与地之间呈现瞬变搅扰时，经过防雷击管的放电可起到必定的维护效果。瞬变搅扰(Transient Interference)是电磁兼容范畴中首要的一种搅扰方法，特别是雷击浪涌波，因为继续时刻短，脉冲幅值高，能量大，给电子电气设备的正常运转带来极大的要挟。82C250的Rs脚上接有一个斜率电阻，电阻巨细可依据总线通讯速度恰当调理，一般在16—140kΩ之间。
软件规划
本文首要规划了轿车的舒适体系，其间包含了车门体系和车灯体系以及外表盘之间经过CAN总线的通讯，用来完结各个节点之间的彼此操控。，当外表盘上的钥匙门启动时，外表盘上的焚烧指示灯展亮起来，一起车门体系和车灯体系的ECU别离在总线上接到这个信息，也别离让各自的电源指示灯亮起来，这就标明各个体系在钥匙门翻开的一起现已都预备好了，等候总线宣布指令，以便做出相应的动作。当车门要翻开时，外表盘上的车门指示灯亮；当大灯翻开时，外表盘上的大灯指示亮；当转向灯开关翻开时，转向灯亮；当双闪开关翻开时，左右转向灯一起闪烁。
模仿实验
本论文选用了VectoR公司出产的CANoe软件对CAN总线进行了实时监控。经过一个CAN卡–CANcardX (PCMCIA接口卡)以及一根CANcabs-CANcardX总线驱动电缆，能够把体系中的CAN总线数据经过计算机编程收集出来。下位机与上位机设定相同的通讯波特率(本论文中设定为100kbps)，经过树立相应的数据库，就能够相互通讯了。
依据实践丈量的成果，能够看出总线负载符合要求，没有接纳到犯错帧，承受状况处于激活中，接纳到数据帧，总线作业状况正常。从总线上测得的数据标明，关于每个ECU节点发送的ID码以及数据与预订的ID码及数据相同，总线接纳和发送正常、精确，彻底符合预期研讨的方针。该模仿体系能够随意向总线上正确的发送数据帧、长途帧，并且一旦某个ECU节点呈现毛病，总线会进行主动处理(在单片机软件中进行处理)，假如该节点一直在向总线发送过错标志，总线就会主动中止该节点，其他节点也会检测到过错条件，中止向给节点发送数据，这样就能够防止总线瘫痪。所以某个ECU节点呈现过错，不会影响其他节点的正常作业，不会形成整个总线的瘫痪。
CAN总线技能，是工业操控与计算机网络两者边际的产品。无论是从网络的结构、协议、实时性、仍是适应性、灵敏性、可靠性甚至本钱等，工业操控的底层都有它的特殊性，特别是轿车工业中，要传输的信息帧都矮小，要求实时性很强、可靠性高。因而，CAN总线在轿车ECU中的研讨具有进一步推广使用的价值和杰出的开发远景。
