基于CAN总线的汽车灯控网络系统的设计与实现

发布时间：2017-05-09 13:13

  本文关键词：基于CAN总线的汽车灯控网络系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 汽车技术的发展越来越多的体现在汽车电子领域，传统的汽车电子技术仅限于对汽车中某些机械零部件进行电子控制，控制较为简单，设备比较庞大，技术较为落后；现代的汽车电子技术根据汽车实际使用条件多变的需要，利用飞速发展的计算机技术、网络通信技术以及控制技术对汽车整体性能进行优化综合控制。现代的汽车电子技术已经走向了整车集成电子化、智能化、模块化的广阔道路，总线式控制器网络技术是汽车电子技术的发展的新方向。 20世纪80年代出现的CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线技术极大地推动了现代汽车电子技术的发展。CAN总线以其特有的面向汽车的设计思想在汽车电子应用领域赢得了其他现场总线无法抗衡的优势，现在，几乎所有的欧美汽车上都至少装有一个CAN总线系统。 本文综合国内汽车网络CAN技术的应用和发展状况，认为单纯依靠技术引进不利于长期发展，尽快消化、吸收和研发具有自主知识产权的基于CAN总线的汽车电子产品才是长远之计。根据现有条件，笔者设计并开发出基于CAN总线的汽车灯控网络系统，为研究CAN总线技术奠定了坚实的基础。 本文的设计方案是这样的：设计一个中央控制节点和四个车灯控制节点，把这五个节点直接连接到CAN总线网络中，即可实现基于CAN总线的汽车灯控网络系统。 在众多汽车网络标准的主流协议中，本设计采用了高性能、低成本的CAN总线网络协议。深入研究CAN网络协议的技术规范，描述了CAN总线的分层结构中的数据链路层和物理层。简要介绍了CAN总线的一些基本概念和基本组织规则，详细阐述了CAN总线的报文、帧格式，错误类型，检测错误能力以及CAN开发中的一些常用元器件。 在硬件选型上，一开始便定位于技术产业化方向，选材注重性价比，要求性能满足控制要求，同时价格成本尽量低廉，因此微处理器采用了Atmel公司的AT89S51，CAN通讯控制器选择了Phihps公司的SJA1000，CAN总线驱动器是Philips公司的PCA82C250。在硬件系统的电路设计中，分别设计了中央节点电路和车灯节点电路，这些节点电路具有通用化性能，可用于进行其它系统的设计。在软件设计上，注重实时性和可靠性。采用C51做为软件设计语言，设计出结构化模块化的程序，具有良好的一致性和移植性。在搭建的车灯试验平台上，进行了该车灯网络系统的试验，结果表明，系统数据传输稳定、准确、可靠。 本文设计的基于CAN总线的汽车灯控网络系统，在汽车电子技术领域而言是一项创新工作，该系统仍有不足之处，对此，笔者提出了下一步的发展方向，，希望CAN总线在汽车电子领域有着更广阔的研究天地。
【关键词】：CAN总线 汽车电子 汽车网络 车灯控制 微处理器
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U463.65
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 本课题的研究背景10-16
• 1.1.1 汽车电子技术的现状和发展趋势10-11
• 1.1.2 汽车车灯技术的发展概况11-13
• 1.1.3 汽车网络技术概述13-16
• 1.2 本课题的研究内容和意义16-18
• 1.2.1 课题的研究内容16-17
• 1.2.2 课题的理论意义和实用价值17-18
• 1.3 本课题的主要工作18
• 1.4 本章小结18-19
• 第二章 汽车网络基础——CAN总线技术19-34
• 2.1 CAN网络性能优点19-20
• 2.2 CAN总线的分层结构20-24
• 2.2.1 CAN总线协议的数据链路层21-23
• 2.2.2 CAN总线协议的物理层23-24
• 2.3 CAN的一些基本概念24-25
• 2.4 CAN技术规范及报文传送25-30
• 2.4.1 CAN总线的报文及帧格式25-29
• 2.4.1.1 CAN总线报文的数据帧25-27
• 2.4.1.2 CAN总线报文的远程帧27
• 2.4.1.3 CAN总线报文的出错帧27-28
• 2.4.1.4 CAN总线报文的超载帧28-29
• 2.4.2 CAN总线组织的基本规则29-30
• 2.5 CAN总线中的错误类型界定以及检测能力30-32
• 2.5.1 错误检测30-31
• 2.5.2 故障界定31-32
• 2.6 CAN总线常用器件简介32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第三章 基于CAN总线的灯控网络系统的硬件设计34-57
• 3.1 核心元器件选型34-47
• 3.1.1 微处理器—单片机 AT89S5134-38
• 3.1.2 CAN协议转换芯片—CAN控制器 SJA100038-44
• 3.1.2 CAN总线驱动器—PCA82C25044-47
• 3.2 系统硬件整体设计47-56
• 3.2.1 系统简介47-48
• 3.2.2 车灯控制网络框图48
• 3.2.3 系统原理图48-51
• 3.2.4 系统功能电路介绍51-54
• 3.2.5 硬件抗干扰技术54-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第四章 基于CAN总线的灯控网络系统的软件设计57-67
• 4.1 软件设计语言和开发环境简介57-59
• 4.1.1 软件设计语言57-58
• 4.1.2 软件开发环境58-59
• 4.2 软件设计思想及编程实现59-64
• 4.2.1 中央节点发送主程序59-60
• 4.2.2 车灯节点接收主程序60-61
• 4.2.3 微处理器 CPU初始化子程序61-62
• 4.2.4 CAN控制器 SJA1000初始化子程序62-63
• 4.2.5 外部中断 O服务子程序63-64
• 4.3 软件抗干扰技术64-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 基于CAN总线的灯控网络系统的试验调试67-72
• 5.1 仿真调试67-69
• 5.1.1 硬件调试67-68
• 5.1.2 软件调试68-69
• 5.2 车灯系统实物试验69-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 设计中注意的问题72-74
• 第七章 总结与展望74-76
• 7.1 主要研究成果74-75
• 7.2 进一步研究的展望75-76
• 参考文献76-78
• 致谢78-79
• 研究生期间撰写发表的论文79

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孔祥成;基于CAN总线的全地形铰接履带车控制系统研究[D];吉林大学;2011年

2 韩耀振;基于CAN总线的气体报警系统的研究与实现[D];山东大学;2008年

3 牛伟;基于CAN总线的车载称重系统的研究[D];北方工业大学;2009年

4 武晓磊;基于CAN的组合称重系统关键部件的研究与开发[D];中北大学;2009年

5 杜建峰;基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计[D];南京理工大学;2009年

6 王东东;基于CAN总线的汽车电子驻车制动系统的开发[D];哈尔滨工业大学;2009年

7 孙运玺;基于CAN总线纯电动车主控制器节点设计及协议实现[D];吉林大学;2010年

8 王举友;基于CAN总线的汽车电子集中驱动单元设计[D];吉林大学;2010年

9 黄小华;基于CAN总线的汽车车窗控制网络系统的模拟研究[D];内蒙古农业大学;2010年

10 陈虹全;基于CAN通信的EGR闭环控制策略研究[D];吉林大学;2012年

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本文编号：352573