汽车电子应用与实现CAN总线解决方案
1 汽车电子与CAN总线
随着汽车电子技术的不断发展，汽车上各种电子控制单元的数目不断增加，连接导线显著增加，因而提高控制单元间通讯可靠性和降低导线成本已成为迫切需要解决的问题。为此以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了CAN总线协议，并使其成为国际标准(ISO11898)。1989年，Intel公司率先开发出CAN总线协议控制器芯片，到目前为止，世界上已经拥有20多家CAN总线控制器芯片生产商，110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN总线协议控制器的微处理器芯片。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。我国的汽车CAN总线技术起步较晚，但随着现代汽车电子的不断进步发展，其研究和应用正如火如荼的进行中。CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串性通讯网络。CAN总线的通信介质可以是双绞线，同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps/40m，通信距离可达10km/40Kbps。由于其通信速率高，可靠性好以及价格低廉等特点，使其特别适合中小规模的工业过程监控设备的互连和交通运载工具电气系统中。
CAN总线有如下基本特点:
废除传统的站地址编码，代之以对通信数据块进行编码，可以多主方式工作;
采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响继续传输数据，有效避免了总线冲突;
采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短;
每帧数据都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境下使用;
节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他操作不受影响;
可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接受数据。
图1 汽车CAN总线系统架构
现代汽车典型的控制单元有电控燃油喷射系统，电控传动系统，防抱死制动系统(ABS)，防滑控制系统(ASR)，废气再循环系统，巡航系统和空调系统，车身电子控制系统(包括照明指示和车窗，刮雨器等)。完善的汽车CAN总线网络系统架构如图1所示。
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