CAN总线（CAN．bus）是一种串行多主站操控器局域网总线，其首要原理是把车辆上相关操控器都联系起来，完结发动机操控器，变速箱操控器，ABS操控器，车身操控器，外表及其它操控器的通讯。CAN—bus体系除了使整车线束更少、更有条不紊，整车分量更轻外，更大的优点是做到了全车信息即时同享。
本文讨论依据CAN总线的行车记载仪规划和完结，具体论述了体系的全体结构、硬件电路规划、软件规划流程。所开发的行车记载仪用于在车辆行进过程中实时收集轿车CAN总线数据信息，并将数据存储在u盘中，以u盘为载体传输给PC机，可运用PC机上的软件对数据进行剖析。克服了以往现场数据收集体系有必要有一台计算机的形式，可实时了解轿车运转期间各种数据信息改变，同步记载行进状况，在车辆长期测验或行进今后，记载的数据用于剖析车辆行进功用以及各部件的运转状况，便利了标定和规划作业的进行。
1 体系全体结构规划
因为CAN串行通讯总线的杰出特性，被广泛地运用于现场数据收集体系、轿车制造业和航空工业等范畴。本文所规划的依据CAN总线数据记载仪是运用在奇瑞轿车A5车型上的，对整车CAN网络上的节点数据进行收集和存储。A5是第一款运用CAN bus总线体系的自主品牌国产轿车，其CAN—bus首要运用在传动部，在车身部、ITS部和信息部等也有少数的运用。对A5这款初次运用CAN技能的车型进行实时数据收集，可了解轿车运转期问各种数据信息改变，对A5甚至后续一切车款的研制来说，都有着非常重要的含义。
CAN总线行车记载仪的全体结构框图如图1所示。
CAN 总线行车记载仪作业时应挂接到轿车CAN总线上成为一个CAN节点，以便收集CAN数据信息。由图1所示，该体系不只收集车内的CAN总线音讯，还可依据需求实时收集模仿信号量。液晶屏用来显现收集的各路信号值，具有掉电维护功用，从头通电后，即可康复显现原有数据。收集到的数据除了用液晶屏实时显现给用野外，还可经过USB接口芯片CH375 将之存储到u盘中，供实验员拿回实验室剖析运用，如要完结存储功用，按下存储开关即可。
图1 体系全体结构
2 体系硬件规划
依据体系的全体结构，硬件电路首要有如下几个大模块：主操控器模块、液晶模块、CAN驱动器模块、电源模块、CH375接口电路模块。
2．1 主操控器模块
体系CPU选用Freescale公司的MC9S12XD 系列单片机。它是操控和通讯部分的中心，不只担任体系初始化设置及报文接纳，而且完结有关的数据判别处理和显现。片内集成了构成单片机操控体系和数据收集体系所需的简直悉数模仿和数字外设及其它功用部件，其首要特色如下：
（1）MC9S12XD系列带有共同的XGATE协处理器，本体系中CAN信号的接纳是由中止程序完结的，而中止处理程序交给XGATE来处理，这样将减轻CPU负荷，进步体系的反应速度。
（2）带有l6个模数转化通道，给收集模仿信号供应了硬件支撑，并可编程挑选准确到10位精度。
（3）带有5个MSCAN模块，内部集成有CAN操控器，对CAN 模块的装备实质上转化为了对单片机相应寄存器的装备，运用便利灵敏。
（4）布景调试形式BDM 的支撑，使得芯片的调试极为便利，加快了产品开发周期。
（5）丰厚的中止源，为体系在非操作体系支撑下运转供应了充沛的保证。
2．2 液晶显现模块
体系选用的是WYM19264液晶，分3屏显现，每屏可显现容量为64×64的点阵。该液晶外部接口选用20脚针式插座，与单片机的衔接电路也比较简单，其间片选信号CS1、CS2别离与单片机的PH6、PH5相连，操控信号RS、R／W、EN别离与PK4、PJ1、PJ0相连，8条数据线 （DBO~DB7）则衔接PB端口的8个引脚（PB0-PB7），实施并口传输。
2．3 CAN驱动器模块
CAN 驱动器接口芯片选用PAC82C250，它是CAN协议操控器和物理总线的接口， 首要是为轿车中高速通讯（高达1Mbps）运用而规划的。此器材对总线供应差分发送才干，对CAN操控器供应差动接纳才干，具有抗轿车环境中的瞬间搅扰而维护总线功用。其管脚8（Rs）答应挑选不同的作业形式：高速、待机、斜率操控，本体系中将管脚8接地，选用其高速形式。而RX、TX则与单片机CAN模块引脚相连，本体系中选用的是CAN0模块，即别离与RXCAN0、TXCAN0衔接。
2．4 电源模块
记载仪电源取自12V车载蓄电池电源，该电源除供体系作业外，还背负焚烧、照明、信号等设备的供电，电源动摇大，搅扰严峻，因为轿车内行进过程中，或许遇到路面状况比较恶劣的状况，会呈现记载仪电源接口因为剧烈轰动所形成的松动或接触不良，因而电源模块有必要精心规划才干满意需求。
电源模块电路简图如图2所示，其间U1是由电池供应的6V备份电源，U2（主电源）是车载12V电源，该电源模块被分红2路，经7805稳压后的+5v 电压独自给液晶供电，经4275转化后的VCC给整个单片机及辅佐电路供电。体系正常作业时，D1处于截止状况，备份电池不起作用，一旦失掉主电源供应，则D1敏捷导通，备份电源主动发动为体系供电。
图2 电源模块
电源模块此种规划计划有2个原因，如下所示：
（1） 备用电池的选用。记载仪存储收集数据，行将收集数据按次序写进为记载文件所分配的簇中，当收集结束时实验员断开存储开关或许因掉电而收集被逼停止，单片机都需求做封闭记载文件这一重要处理。封闭文件便是将文件实践长度和收集数据记载总数写进文件相关头中。假设不正确封闭文件，或许因为掉电来不及封闭文件，Windows将无法找到文件的结尾，PC机软件也因找不到收集数据的结尾而无法翻开文件，此刻，所做的收集作业将因而失利。为了避免因掉电而无法封闭文件，本体系选用了备用电池。
（2）单片机和液晶独自供电。主电源正常作业时，整个体系的电源由主电源供应，一旦主电源掉电，备用电池只给单片机供电，供单片机完结封闭文件处理，而液晶因掉电而不作业。因液晶的功耗较大而备份电池电力有限，此种分隔2路的供电方法不但能供应封闭文件的电源需求，而且还节省了电池电力。
当然，备份电池不或许长期运用，只能用于体系紧迫封闭文件处理，为此规划了电源检测信号，一旦检测出主电源掉电，既启用蜂鸣器和发光二极管来提示用户电源供电不正常，需作业人员查看记载仪电源接头。
2．5 CI-I375接口电路模块
本体系中的USB 接口芯片选用的南京沁恒电子公司的CH375，该芯片支撑主机方法和设备方法．它具有8位数据总线和读、写、片选操控线以及中止输出，能够便利地挂接到单片机的体系总线上。还内置了处理Mass—Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，外部单片机能够直接以扇区为基本单位读写u盘。
读选通讯号RD#、写选通讯号WR#、片选信号CS#均是输入信号且低电平有用，CS#是中止请求输出信号，也是低电平有用。而A0信号用来区别指令和数据，当A0=1时能够写指令，当A0=0时能够读写数据，8位双向数据总线与单片机的PA端口（PA0-PA7）相连，并口传输。其硬件上支撑主动检测 USB设备衔接功用，在主机方法下正常衔接时，其ACT#脚输出低电平，因而使ACT# I脚外接上拉电阻并串联一发光二极管，可用来标明USB设备是否正常衔接。
在布PCB时，尽量使7805芯片布在板子边际且散热比较好的当地，而且远离液晶屏幕。因为在实践过程中，经过测验，7805芯片发生很多的热量，假如长期运用而且接近液晶屏幕，将会影响液晶的显现作用。别的，尽量使电源模块的发光二极管接近电源接口，USB模块的发光二极管接近USB模块，而且以色彩区别隔，便利用户调查。
3 体系软件规划
在软件规划方面选用模块化规划思维和中止调用计划，体系上电后首先进行初始化，对 CAN总线上的信息选用中止方法接纳，由XGATE处理中止程序，体系每接纳一帧信息，便发生一次中止来触发微处理器进入中止，在中止服务程序中读取该帧数据并暂存在缓存里。此缓存是XGATE和CPU同享的，因为经过CH375读写u盘的数据单位是一个扇区，所以本体系将缓存设置为一个扇区 （512Byte），当缓存满时，由主程序将数据转存到U盘中。
