CAN总线在车辆分布式控制系统中的应用

作者：时间：2009-06-19来源：网络收藏

驱动节点各个组成模块的功能如下：
（1）CAN通信模块：CAN总线通信接口电路主要由P87C591的片内CAN驱动器SJA1000、6N137高速光隔、CAN收发器PCA82C250组成。P87C591完成CAN协议的应用层功能；SJA1000完全兼容CAN2.0协议，完成物理层和数据链路层的功能；PCA82C250提供了对总线差动发送和接受数据的功能，有效地提高了总线的抗干扰能力，实现了保护总线、降低射频干扰等功能。为了进一步提高了系统的可靠性，在P87C591和 PCA82C250之间光耦（如：6N137等）隔离电路，并采取了双电源，有效地抑制由总线引入的干扰。
（2）信号采集模块：P87C591自带的6路模拟输入的10位ADC，可设置为8位快速ADC，可以基本满足本系统对采集的精度要求，完成对电机、电池状态的测量任务；采集电路将各个传感器采集到电信号进行调理（滤波、放大、电量转换）后，接入微处理器的ADC接口。为抑制共模干扰，放大器基本采用差动输入。CPU得到信息做出相应的判断，并送至不同的子程序进行相应的处理，如：把电池的电压、电流、温度信息通过通信程序发送给监控计算机；若电池电压过低，则自动切断本节点的驱动电机，并把节点的停机信息通知监控计算机。
（3）电机控制模块：CPU接收到控制台发来的运行信息，并做出处理。接通驱动电机的主接触器、正反转接触器，通过I2C总线把速度信号传给数字电位计，用来控制电机驱动器的输出电流，进而控制电机转速。若电池的电压、电流、温度的任一项值超出正常值范围时，或接到总线的报警信息，电机控制模块都会做出相应的反应，使驱动单元得到保护。
（4）参数设置模块：报警电压、报警电流、报警温度、节点地址、波特率等信息通过RS232接口及相应的设置软件存储于基于X25045的E2PROM中，实现节点工作参数现场设定能。节点地址通过拨码开关设置。
驱动节点的硬件部分除了以上介绍的以外，还有电源电路以及看门狗电路。电源电路提供所需隔离电源，用于提高节点的稳定性和安全性；看门狗电路主要是保证系统运行的稳定性，在上电、掉电以及警戒情况下复位输出。
4 控制系统的软件设计
4.1监控计算机的软件设计
计算机监控软件主要分为用户应用层、数据分析处理层及硬件设备驱动层三个部分，其系统流程如图3所示。用户应用层和用户需求紧密相关，它主要完成的任务是为用户提供各类信息的监控界面，进行人机交互，也就是通常所说的人机界面设计，通过它来显示收集到的实测数据和状态信息，提供驾驶员与控制系统的交互平台；数据分析处理层完成总线数据的接收分类、判断、处理、发送，数据的存取操作等任务；硬件设备驱动层通过PC-CAN接口卡建立监控计算与CAN总线的连接，并与驱动节点进行数据交换。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/197878.htm

图3　监控系统流程图
4.2驱动节点的软件设计
与驱动节点硬件设计相一致，软件设计也遵循模块化的设计原则，使控制软件具有易读、易扩展和易维护的优点。通过C51语言编写相应的软件模块实现驱动节点的各种功能。软件的各功能模块之间通过入口和出口参数相互联系，组合灵活且方便，加少了调试时间，缩短了开发周期。驱动节点的软件设计流程如图3所示。