電動(dòng)車CAN總線培訓(xùn)

電動(dòng)車CAN總線培訓(xùn)第一頁，共47頁。CAN總線原理CAN總線的通信是通過一種類似于“會(huì)議”的機(jī)制實(shí)現(xiàn)的第二頁，共47頁。CAN總線原理第三頁，共47頁。CAN基本概念第四頁，共47頁。CAN基本概念報(bào)文：在總線上傳輸?shù)男畔⑿畔⒙酚桑?/p>

CAN不對(duì)通信單元分配地址，報(bào)文的尋址內(nèi)容由報(bào)文的標(biāo)識(shí)符指定。所有CAN節(jié)點(diǎn)通過報(bào)文濾波來判斷是否接收?qǐng)?bào)文第五頁，共47頁。CAN擴(kuò)展格式數(shù)據(jù)幀第六頁，共47頁。CAN總線上的電平總線空閑時(shí)，CAN_H和CAN_L上的電壓為2.5V在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，顯性電平（邏輯0）：CAN_H3.5VCAN_L1.5V隱性電平（邏輯1）：CAN_H2.5VCAN_L2.5V第七頁，共47頁。CAN總線上的信號(hào)變化第八頁，共47頁。CAN總線負(fù)載率計(jì)算假設(shè)CAN總線波特率為250Kbit/s，總線報(bào)文發(fā)送時(shí)間間隔為50ms，報(bào)文為數(shù)據(jù)幀（8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)），1：根據(jù)通信波特率計(jì)算50ms總共可以發(fā)送多少bit(250000/1000)*50=12500bit2：計(jì)算最長(zhǎng)的一幀報(bào)文有多少個(gè)bit1sof+29id+1ide+1rtr+1srr+2r+4dlc+8*8data+16crc+2ack+7eof=128bit3：計(jì)算50ms內(nèi)可以支持的報(bào)文數(shù)目12500/128≈97當(dāng)50ms間隔的報(bào)文數(shù)量超過97條時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)丟幀第九頁，共47頁。CAN通訊機(jī)制通信波特率為250Kbit/s，那么每一個(gè)bit的時(shí)間就為1/250=0.004s=4μs最長(zhǎng)一幀報(bào)文有128bit,每幀報(bào)文占用時(shí)間為128*4=512μs為了保證通訊的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)考慮到控制的實(shí)時(shí)性，網(wǎng)絡(luò)通訊周期定為50mS，整車控制器初始化運(yùn)行后，每隔50mS以廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)給各部件，在一個(gè)周期里只發(fā)送一次第十頁，共47頁。CAN協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格第十一頁，共47頁。J939幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第十二頁，共47頁。J939幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

CAN29位ID位置J1939幀的位位置第十三頁，共47頁。常用J1939文檔J1939/11物理層250Kbits/s屏蔽的雙絞線J1939/21數(shù)據(jù)鏈路層文檔J1939/71汽車應(yīng)用層J1939/73應(yīng)用層診斷J1939/81網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議第十四頁，共47頁。J1939地址解譯PGN:61701(0xF105)ID=0x08F10501第十五頁，共47頁。J1939地址解譯0x181328F3解譯成報(bào)文結(jié)構(gòu)如下第十六頁，共47頁。J1939信息解譯PGN（61443）電子

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器#2（EEC2)刷新率：50ms數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：8字節(jié)數(shù)據(jù)頁：0PF：240PS：3P：3PGN：61443（0x00F003)參考位長(zhǎng)度SPN描述SPN2

1byte加速踏板91第十七頁，共47頁。J1939信息解譯Spn91加速踏板位置1輸入裝置類似發(fā)動(dòng)機(jī)速度/轉(zhuǎn)速的實(shí)際位置（如油門踏板或節(jié)流桿）和輸入裝置最大位置的比值，此參數(shù)意在為最初的實(shí)施加速器控制。SPN91僅應(yīng)用于單加速器控制。對(duì)于公路上的汽車，一般針對(duì)駕駛員的油門踏板。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：1字節(jié)分辨率：0.4%/位遞增，從0%開始計(jì)算數(shù)據(jù)范圍：0%到100%類型：測(cè)量值可疑參數(shù)號(hào)碼：91參數(shù)組編號(hào)：[61443]第十八頁，共47頁。J1939信息解譯通過CAN分析儀得到如下信息序號(hào)時(shí)間幀ID幀格式

幀類型DLC幀數(shù)據(jù)10811296090CF003x數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展幀0x87DC3C0

2DFFFFFFFF解譯C31將C3轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制=1952乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)0.4=195*0.4=783加上偏置0=76.8+0=78(實(shí)際參數(shù)值=分辨率*參數(shù)值+偏移量

）4得出加速踏板位置在78%處。第十九頁，共47頁。CAN模塊裝置第二十頁，共47頁。收發(fā)器CAN驅(qū)動(dòng)總線的差動(dòng)信號(hào)放大器第二十一頁，共47頁。CAN收發(fā)器狀態(tài)1：截止?fàn)顟B(tài)，晶體管截止（開關(guān)未接合）狀態(tài)0：接通狀態(tài)，晶體管導(dǎo)通（開關(guān)已接合）第二十二頁，共47頁。CAN收發(fā)器發(fā)送過程第二十三頁，共47頁。CAN控制器SJA1000硬件結(jié)構(gòu)框圖第二十四頁，共47頁。SJA1000控制器CAN核心模塊負(fù)責(zé)CAN信息幀的收發(fā)和CAN協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，接口管理邏輯負(fù)責(zé)同外部主控制器的接口，該單元中的每一個(gè)寄存器都可由主控制器通過SJA1000的地址/數(shù)據(jù)總線訪問，發(fā)送緩沖區(qū)可存貯一個(gè)完整的信息幀長(zhǎng)度為13個(gè)字節(jié)，主控制器可直接將標(biāo)識(shí)符和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)，然后置位命令寄存器CMR中的發(fā)送請(qǐng)求位TR，啟動(dòng)CAN核心模塊讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，按CAN協(xié)議封裝成一完整CAN信息幀，通過收發(fā)器發(fā)往總線，驗(yàn)收濾波器單元完成接收信息的濾波，只有驗(yàn)收濾波通過且無差錯(cuò)才把接收的信息幀送入接收FIFO緩沖區(qū)第二十五頁，共47頁。CAN控制器對(duì)報(bào)文檢驗(yàn)濾波當(dāng)總線上有報(bào)文到達(dá)時(shí)，收發(fā)器會(huì)將該報(bào)文的標(biāo)識(shí)符與本地的標(biāo)識(shí)符校驗(yàn)寄存器中進(jìn)行比較，本地標(biāo)識(shí)符屏蔽寄存器則是用于指定比較結(jié)果是否有影響，1表示相應(yīng)位的比較結(jié)果不影響報(bào)文的接收。第二十六頁，共47頁。J1939實(shí)例之6120HEV網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二十七頁，共47頁。J1939實(shí)例之VCU6120HEV混合動(dòng)力車整車控制器（VCU)使用飛思卡爾16位單片機(jī)MC9S12XDP512，它擁有雙路MSCAN口,24路AD轉(zhuǎn)換通道,8個(gè)PWM口輸出。CodeWarriorfors集成開發(fā)環(huán)境編程第二十八頁，共47頁。VCU硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第二十九頁，共47頁。飛思卡爾CAN控制器MSCANMSCAN?CAN協(xié)議的實(shí)施-CAN2.0A/B版?標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀?0–8字節(jié)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度?高達(dá)1Mbps的可編程比特率?支持遠(yuǎn)程幀?帶FIFO存儲(chǔ)機(jī)制的5個(gè)接收緩沖器?帶內(nèi)部?jī)?yōu)先級(jí)分配功能的3個(gè)發(fā)送緩沖器?靈活的可屏蔽標(biāo)識(shí)符過濾器：?2個(gè)32位擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符過濾器?4個(gè)16位過濾器?8個(gè)8位過濾器第三十頁，共47頁。MC9S在CAN總線中位置第三十一頁，共47頁。CAN控制器MSCAN12模塊框圖第三十二頁，共47頁。MSCAN外部引腳第三十三頁，共47頁。MSCAN12模塊圖第三十四頁，共47頁。MSCAN12模塊圖第三十五頁，共47頁。MSCAN初始化第三十六頁，共47頁。MSCAN12的發(fā)送3個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)第三十七頁，共47頁。發(fā)送控制相關(guān)寄存器第三十八頁，共47頁。MSCAN發(fā)送流程?配置：?將標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)和優(yōu)先級(jí)寫入空的發(fā)送緩沖器。?安排緩沖器的發(fā)送順序（清除TXEn）?啟動(dòng)發(fā)送中斷（設(shè)置TXEIEn）?優(yōu)先級(jí)值最低的發(fā)送緩沖器（安排發(fā)送消息的緩沖器）將在下一個(gè)IFS期間參與仲裁以接入CAN總線?發(fā)送中斷：?識(shí)別已發(fā)送完消息的信息緩沖器?關(guān)閉發(fā)送中斷?測(cè)試ABTAK（確認(rèn)標(biāo)記）?讀取時(shí)間戳寄存器（如果啟動(dòng)了TIME鏈路的話）?如果發(fā)送隊(duì)列中還有一條消息，請(qǐng)重復(fù)上述發(fā)送流程。第三十九頁，共47頁。MSCAN發(fā)送流程第四十頁，共47頁。MSCAN接收結(jié)構(gòu)接收器標(biāo)志寄存器(CANRFLG)中有一位RXF:接收緩沖器已滿標(biāo)志0：RxFG中沒有新報(bào)文1：接收器FIFO非空。RxFG中有報(bào)文第四十一頁，共47頁。MSCAN接收流程?配置：?設(shè)置INITRQ（初始化模式請(qǐng)求）?配置接收過濾器?啟動(dòng)接收中斷?清除INITRQ?接收中斷：?讀取標(biāo)識(shí)符，執(zhí)行過濾?讀取數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼字段?讀取數(shù)據(jù)字段（如果不是遠(yuǎn)程幀的話）?讀取時(shí)間戳（如果啟動(dòng)了時(shí)間鏈路）?釋放接收緩沖器第四十二頁，共47頁。MSCAN接收流程