吳金華

摘 要：當(dāng)今時(shí)代，經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，在各項(xiàng)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，人們的各項(xiàng)生活都離不開高新技術(shù)，可以說(shuō)高新技術(shù)為人類的衣食住行都提供了更加便捷和高水準(zhǔn)的幫助。本研究主要立足于汽車行業(yè)，基于CAN總線技術(shù)對(duì)汽車的電子控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，并簡(jiǎn)要就基于CAN總線的電子控制系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)提出一些見(jiàn)解，希望所得結(jié)果能夠引起大家的關(guān)注和重視，并能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供可行的參考。

關(guān)鍵詞：CAN總線;汽車電子控制系統(tǒng);單元設(shè)計(jì)

在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域也都在悄無(wú)聲息地發(fā)生著變化，在此背景下汽車行業(yè)的內(nèi)部也悄悄地發(fā)生了變化。汽車控制系統(tǒng)也早已不再是早些年那些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，代替其的是多節(jié)點(diǎn)和大數(shù)據(jù)量的系統(tǒng)單元構(gòu)造，特別是當(dāng)今時(shí)期，汽車制造商將各項(xiàng)功能都濃縮在汽車系統(tǒng)之內(nèi)，使汽車的功能逐漸完善起來(lái)，但隨之而來(lái)的問(wèn)題也是顯而易見(jiàn)的，這會(huì)為汽車的電子控制系統(tǒng)的單元設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的難題。本研究將立足于CAN通信角度，就這方面的內(nèi)容展開簡(jiǎn)要探討。

1 基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)的可行性研究

現(xiàn)在汽車控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車控制系統(tǒng)最大的區(qū)別就是現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)將汽車總線控制系統(tǒng)成功的引入到汽車控制系統(tǒng)當(dāng)中，使其成為汽車電子控制數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在汽車的內(nèi)部有各種復(fù)雜的控制器和電子設(shè)備，而汽車總線控制系統(tǒng)就能夠更好的為這些設(shè)備提供一個(gè)最優(yōu)良的數(shù)據(jù)交換渠道，而這種數(shù)據(jù)交換渠道又是多元開放的[1]。所以這種渠道能夠更好地將汽車控制系統(tǒng)當(dāng)中的多種功能數(shù)據(jù)混亂沖突問(wèn)題合理解決。

當(dāng)前環(huán)境下汽車的總線控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有較多的方式，但是筆者認(rèn)為最佳的方式就是基于CAN總線的控制方法，這種方法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此外這種方法還結(jié)合了非破壞性的總線仲裁技術(shù)，在某種程度上來(lái)說(shuō)是具有很可靠的高實(shí)效性特點(diǎn)。CAN總線的糾錯(cuò)能力相對(duì)于其他技術(shù)來(lái)說(shuō)更加的成熟，支持差分收發(fā)等，所以對(duì)于類似汽車系統(tǒng)這一類的高干擾工作環(huán)境而言，這類電子控制系統(tǒng)具有更好的適應(yīng)性。

而當(dāng)前的汽車系統(tǒng)對(duì)于電子控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，這主要是由汽車本身的技術(shù)性發(fā)展所決定的，不僅需要更高的可靠性，還需要更好的實(shí)時(shí)性，因此在對(duì)通信協(xié)議的選擇上通常采用多指令或多響應(yīng)式的方式。所以CAN總線控制系統(tǒng)在當(dāng)前來(lái)說(shuō)是應(yīng)用最為廣泛的，也是應(yīng)用最為穩(wěn)定的汽車電子控制系統(tǒng)，它具有更好的發(fā)展前景。

2 基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)研究

2.1 基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)方案

對(duì)于基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)進(jìn)行單元設(shè)計(jì)需要合理地對(duì)CAN驅(qū)動(dòng)器（收發(fā)器）、CAN控制器、中心微處理器和抗干擾制動(dòng)方式的合理選擇與調(diào)用。簡(jiǎn)單來(lái)分析，當(dāng)前常用到的CAN通信模塊有兩種。第一種是對(duì)帶有CAN控制器的微處理器的選擇和應(yīng)用，經(jīng)常應(yīng)用到的控制器主要有NECD78F0828B、87C196CA/CB、LPC2119、P9XC591/2等[2];第二種是對(duì)獨(dú)立的CAN控制器的應(yīng)用，經(jīng)常應(yīng)用到的有pholips，82C200，sja1000，Intel公司生產(chǎn)的82526和82527系列等。在這種兩種方式當(dāng)中，第一種方式屬于較為簡(jiǎn)化的，第二種方案還需要再外接一塊兒微處理器才能夠進(jìn)行更好的控制，且控制效果要優(yōu)于第一種。除此之外CAN驅(qū)動(dòng)器（接收器）一般更多的采用了TJAI054T、TJAI050、PCA82C250等芯片。在對(duì)本研究進(jìn)行闡述的過(guò)程中，筆者主要采用YJA1050和C8051F042總線收發(fā)器所構(gòu)成的電子控制系統(tǒng)單元的CAN通信模塊來(lái)進(jìn)行研究和分析。

2.2 基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

C8051F042是一種單片機(jī)，其中對(duì)混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)別的芯片進(jìn)行了完全的混合集成，而且這種單片機(jī)當(dāng)中還對(duì)各種常見(jiàn)的數(shù)字外設(shè)和模擬外設(shè)以及其他的功能部件也都做出了完美的集成，可以與C8051F042進(jìn)行更加緊湊的兼容。C8051F042的優(yōu)點(diǎn)是非常多的，比如其封裝較小，還具有更多的16位定時(shí)器和12路的10位ADC，其功耗相當(dāng)?shù)停С諧AN2.0B。還能夠?qū)LASH ROM擴(kuò)展為其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[3]。

Philips公司所生產(chǎn)的YJA1050可以更好的取代傳統(tǒng)的PCA82C250總線收發(fā)驅(qū)動(dòng)器。YJA1050為物理總線和CAN控制器之間提供了最佳的接口，將CAN總線的差動(dòng)發(fā)送功能和接收功能更好的實(shí)現(xiàn)。對(duì)YJA1050的應(yīng)用將傳輸距離大幅度增加，且更好地將電子輻射干擾降低到最小。這樣就能夠在汽車環(huán)境下將系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力發(fā)揮到最佳。此外，YJA1050還能夠更好地將汽車電子控制系統(tǒng)“弱”終端所構(gòu)成的端結(jié)點(diǎn)通過(guò)其自身攜帶的電容和電阻加以改善，最終達(dá)到改善EMC性能的目的。

基于以上分析，筆者認(rèn)為在YJA1050和C8051F042之間增加高速隔離器件形成隔離電路可以最大化的將其抗干擾能力提升。這樣能夠更好的將總線上各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的電氣隔離加以實(shí)現(xiàn)，而且通過(guò)筆者親身的實(shí)踐分析可以得出，采用本研究所提到的這個(gè)CAN電子控制系統(tǒng)通信模塊，可以更好地將汽車系統(tǒng)的外圍擴(kuò)展能力加強(qiáng)，而且抗電磁干擾和電磁輻射性能也可以正常發(fā)揮作用。

3 結(jié)語(yǔ)

基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)單元在結(jié)構(gòu)上非常簡(jiǎn)單，卻具有更高的可靠性能和更好的時(shí)效性。在CAN總線的基礎(chǔ)上對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)進(jìn)行單元設(shè)計(jì)，可以更大程度上縮小控制系統(tǒng)單元所占有的空間，提高其時(shí)效性?；贑AN總線的汽車電子控制系統(tǒng)具有很高的實(shí)施控制特性，在抗干擾方面具有較強(qiáng)的能力。這種設(shè)計(jì)可以保證其在更加復(fù)雜和惡劣的電氣環(huán)境當(dāng)中保持正常的工作頻率。但是如果想更好的將這種設(shè)計(jì)應(yīng)用到汽車系統(tǒng)當(dāng)中，使其和汽車系統(tǒng)的合作更加緊密，那么還需要更多的工作人員在實(shí)際工作中進(jìn)行更多的改造和完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]王學(xué)士.基于CAN總線的汽車車身電器控制系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，12（07）：154-155.

[2]鄭添義，湯新華，陳文薌.基于C8051F020多通道食品安全速測(cè)儀設(shè)計(jì)[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，22（05）：567-569.

[3]何進(jìn)進(jìn)，肖金生，胡衛(wèi)誼，等.基于CAN總線的汽車電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（信息與管理工程版），2014，14（01）：364-365.