1 前语
跟着轿车电子技能及网络技能的不断发展，人们对轿车安全性、牢靠性的要求也越来越高，为了处理由轿车电子元器件的添加而带来的通讯问题，这就要求选用一种高速、多路、同享的轿车通讯网络。
现在，现已开宣布多种总线，如CAN(Controller Area Network)操控器局域网[1]，LIN(Local Interconnect Network)局域互联网[2]，FlexRay，Most等。但CAN和LIN构成现在轿车上最广泛的总线方法。
2 CAN总线介绍
20世纪80年代末，德国博世公司为处理现代轿车中许多操控单元、测验仪器之间的实时数据交换而开发了一种串行通讯协议CAN[1]，并使其成为国际规范(ISO11898)。到现在为止，世界上已具有20多家CAN总线操控器芯片生产商，110多种CAN总线协议操控器芯片和集成CAN总线协议操控器的微操控器芯片。
CAN总线因为选用了一起的规划和新的技能，与一般的通讯总线比较，它具有杰出的牢靠性、实时性和灵活性。CAN选用多主作业方法，成本低，且具有极高的总线利用率;CAN总线具有牢靠的过错处理和检错机制，选用短帧结构，传输时刻短，受搅扰的概率低;选用非破坏性总线裁定技能，节点在过错严峻的情况下具有主动退出功用。
3 LIN总线介绍
1998年，Audi、Motorola、BMW、DaimlerChrysler 、VCT、Volvo和Volkswagen七家公司联合提出了新式A类总线[3-5]——LIN(Local Interconnect Network)。LIN是一种低成本短距离的低速网络，它旨在传送开关设置和传感器输入等状况的改动，并对这种改动做出呼应，因而它只适用于对传送时刻要求不高的低速事情，并不适用于发动机操控等高速事情。
LIN总线有其一起的特色，它成本低，根据通用的UART/SCI接口;LIN的传输速率可高达20Kb/s，总线长度最大能够到达40m;选用单主多从形式，不需求总线裁定;在从节点中不需求晶体振荡器和陶瓷振荡器时钟就能完成自同步：可预先核算确定性信号的传达时刻;无需改动LIN从节点的硬件和软件就能够在网络上添加或删去节点等。
3整车体系通讯网络规划
整车体系通讯网络以CAN总线为主，LIN总线为辅，CAN和LIN在轿车通讯网络中彼此结合运用一起构架轿车整车体系通讯网络。轿车上各个操控体系对网络信息的传输推迟比较灵敏，如发动机操控、变速箱操控、安全气囊操控、ASR/ABS/ESP操控、牵引力操控等对网络信息传输的实时性要求较高，需求选用高速CAN总线，其传输速率高达500kbps～1Mbps;空调操控、外表操控、雨刷操控、照明操控、门窗操控等需求选用低速LIN总线，其传输速率为20kbps。低速LIN总线对信息传输的实时性要求不高，但子体系数量较多，将这些低速子体系与高速子体系分隔，有利于确保高速子体系的实时性，一起还能够下降成本。根据上述考虑，轿车整车CAN/LIN总线网络拓扑结构图如图1所示。
CAN和LIN总线彼此独立，经过主操控器(CAN/LIN网关)进行数据同享和数据交换。主操控器也是整车办理体系的中心，它的首要功用便是剖析处理各种信息并宣布指令，还起到和谐轿车各个操控单元及电器设备作业的效果。
4 体系软硬件规划
4.1 CAN/LIN接口规划
CAN/LIN网络中有许多的CAN节点和LIN节点，它们经过一个CAN/LIN接口网关完成CAN/LIN网络之间的数据通讯。CAN/LIN总线接口规划如图2所示，经过CAN/LIN总线的接口，CAN、LIN数据经过中心操控器能够彼此转化，当LIN数据帧需求传输到CAN网络时，操控器网关收到LIN总线数据帧后就会将LIN标志符转化成CAN标志符，这样数据就从LIN总线传输到了CAN总线，反之数据也能够从CAN总线传输到LIN总线。
4.2 CAN通讯网络硬件规划
为CAN总线通讯接口卡电路原理图，体系选用P87C591芯片作为主操控器。电控单元的微操控器(P87C591)经过数据总线经过光电阻隔器(6N137)与CAN总线操控器(SJA1000)直接相连。CAN总线操控器带有一个接纳缓冲器和一个发送缓冲器，CAN总线操控器的发送端口Tx0，承受端口Rx0、Rx1别离与CAN总线发送接纳器的TxD、RxD、Vref端口直接相连，CAN总线的两条差分接纳发送线CAN_L和CAN_H各接一个120 的总线匹配电阻。当CAN总线被某个节点占用的时分，该节点的发送端接CAN_H，电平为3.5V，接纳端接CAN_L，电平为1.5V，当CAN总线空闲时，CAN_H和CAN_L上的电平均为2.5V。
体系选用PCA82C250作为CAN操控器P87C591和物理层总线间的接口，供给对总线发送和接纳数据。运用PCA82C250还能够进步体系得抗搅扰才能，维护总线，下降射频搅扰，完成热防护等。
为了进一步进步体系的抗搅扰才能，选用高速光电阻隔芯片6N137构成阻隔电路，将微操控器P87C591的I/O信号与SJA1000阻隔，以进步体系的牢靠性。
4.3 LIN通讯网络硬件规划
LIN节点的硬件接口电路首要包含微操控器P87LPC76X，LIN收发器MC33399和电源调整电路。P87LPC76X选用80C51加快处理器结构，指令履行速度是规范80C51MCU的2倍。微操控器由TX0向MC33399的TXD发送数据，MC33399的RXD向微操控器的RX0发送数据。该电路选用Wake引脚输入开关唤醒方法，其间5V外部稳压器是可控的。因为该电路内部在LIN引脚与电源引脚集成了电阻和串联二极管，所以总线从节点不需求其它外置元件。但关于主节点，则有必要在外部添加 的电阻，而且要串联一个二极管以避免电池断电时MC33399经过总线供电。
4.3 CAN/LIN总线软件规划
CAN通讯接口模块程序首要包含三部分：初始化子程序、发送子程序(包含中止服务程序)和接纳子程序。程序开端时即进入程序初始化，进入初始化程序有三种方法：一是硬件复位;二是软件复位;三是上电复位。初始化程序会对一切的报文目标进行初始化操作(一切值设置为0)。初始化完毕之后，程序开端读取开关状况，进入CAN发送子程序，在CAN发送子程序中，只要当发送缓冲器为空时才能够发送数据，不然将会等候直到发送缓冲器为空。接纳子程序从接纳缓冲器中读取接纳数据，经程序处理后即可接纳。
LIN通讯接口模块程序也首要包含三部分：LIN初始化子程序、发送子程序(包含中止服务程序)和接纳子程序。在初始化阶段，对LIN收发器进行装备并将协议处理其变量赋初值。同CAN主节点软件发送子程序相同，只要在发送缓冲器为空时才能够发送数据。中心操控器节点是LIN总线的主节点，其他的都为从节点，一切的LIN帧都由主节点发送，且主节点担任LIN节点的监控和办理。
