基于CAN总线的汽车组合仪表盘的设计

1. 概述

控制器局域网(Controller Area Network, 简称CAN) 是一种支持分布式和实时控制的串行通信网络,其主要特点是采用多主方式工作, 基于报文ID 并采用非破坏总线仲裁技术进行优先权仲裁,串行通信,事件触发型,大大减少线束的数量。CAN总线协议最初是由德国BOSCH公司于20世纪80年代提出并用于汽车的,1993年形成国际标准ISO 11898-1。由于其高性能、高可靠性及独特的设计,CAN越来越受到人们的重视,已经广泛应用于汽车电子控制,目前已经成为整车网络中的主要通信方式。

在为某公司开发的汽车仪表盘控制系统中,由于整车网络信息化的需要,希望采用总线方式,将仪表盘挂接在通信网络上,通过需求分析，本系统采用NEC的专用汽车仪表控制器UPD780822芯片，UPD780822是NEC公司的专门为汽车仪表开发的一款8位微控制器。它具有以下一些主要特点：4通道大电流输出的步进电机控制器，并可用于驱动十字交叉线圈；支持34×4 LCD驱动，可以显示总里程、小计里程，还可显示档位及时钟等信号；同UPD780822有一个CAN通道，支持CAN2.0A及CAN2.0B；还可以在出错时自动重发，响应远程帧自动传送；支持多报文，16个报文缓冲，可以弹性配置接收滤波；拥有8通道10位 A/D、3个串行口以及低电压保护等功能。以上这些特点在汽车仪表中都有实际的运用。系统框图如图1所示：

图1

CAN 总线收发器选用英飞凌公司的TLE7259G，是英飞凌公司专门为车载网络设计的CAN总线收发器，该器件具有极低电磁辐射，高抵抗共模干扰的差动接受电路，断电时不影响总线状态, 针对汽车环境的总线插件保护, 过热保护,对地及电源短路保护功能。

2．车载CAN总线仪表系统需求分析和设计

基于CAN总线的车用仪表系统主要要求完成以下两项功能：（1)通过CAN总线接受各类汽车实时数据，如车速数据、发动机转速数据、冷却水水温、燃油液位、各类报警灯状态等；