《汽車CAN總線技術(shù)》教學(xué)大綱

《汽車CAN總線技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：04152071課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)）先修課程：汽車構(gòu)造、電工技術(shù)、電子技術(shù)、車用微控制器及接口技術(shù)后續(xù)課程：無適用專業(yè)：車輛工程開課單位：車輛與交通工程學(xué)院一、課程說明《汽車CAN總線技術(shù)》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程主要講授汽車CAN總線的基本原理、系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí)，為以后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際中問題的能力，兼顧新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的人才。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解當(dāng)前汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，理解汽車網(wǎng)絡(luò)的SAEJ1939協(xié)議和道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262，掌握CAN總線通信系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)，掌握帶CAN接口的微控制器、MSCAN的特點(diǎn)和編程。課程目標(biāo)2：能夠設(shè)計(jì)帶有CAN總線接口ECU節(jié)點(diǎn)，確保所設(shè)計(jì)帶有CAN總線的ECU節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策。并結(jié)合文獻(xiàn)研究對(duì)總線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。課程目標(biāo)3：能夠?qū)⑵嘋AN總線技術(shù)知識(shí)融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生自主掌握新知識(shí)、新技術(shù)的能力，同時(shí)使學(xué)生學(xué)習(xí)和遵守相關(guān)工程職業(yè)道德和規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生德、智、體、美、勞的人生觀和價(jià)值觀，以及負(fù)責(zé)、踏實(shí)、穩(wěn)定、守信的勞動(dòng)觀。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《汽車CAN總線技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.4能夠?qū)I(yè)知識(shí)用于新能源汽車工程相關(guān)復(fù)雜工程問題解決方案的比較、綜合和交流。課程目標(biāo)1：了解當(dāng)前汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，理解汽車網(wǎng)絡(luò)的SAEJ1939協(xié)議和道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262，掌握CAN總線通信系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)，掌握帶CAN接口的微控制器、MSCAN的特點(diǎn)和編程。M3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.2能夠根據(jù)要求，設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)現(xiàn)特定功能的復(fù)雜新能源汽車系統(tǒng)和單元（部件）。課程目標(biāo)2：能夠設(shè)計(jì)帶有CAN總線接口ECU節(jié)點(diǎn)，確保所設(shè)計(jì)帶有CAN總線的ECU節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策。并結(jié)合文獻(xiàn)研究對(duì)總線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。H6.工程與社會(huì)6.1了解產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)和現(xiàn)代企業(yè)管理體系，熟悉新能源汽車工程領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。課程目標(biāo)3：能夠?qū)⑵嘋AN總線技術(shù)知識(shí)融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生自主掌握新知識(shí)、新技術(shù)的能力，同時(shí)使學(xué)生學(xué)習(xí)和遵守相關(guān)工程職業(yè)道德和規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生德、智、體、美、勞的人生觀和價(jià)值觀，以及負(fù)責(zé)、踏實(shí)、穩(wěn)定、守信的勞動(dòng)觀。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.緒論1.1總線的基本概念1.2總線的分類1.3汽車總線1.4常用汽車總線簡(jiǎn)介。教學(xué)要求：使學(xué)生掌握總線的基本概念、分類和特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上了解汽車總線的分類和常用汽車總線標(biāo)準(zhǔn)。了解我國(guó)汽車總線技術(shù)發(fā)展的歷程，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和政治認(rèn)同感。重點(diǎn)：汽車總線。難點(diǎn)：常用汽車總線。212.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.4現(xiàn)場(chǎng)總線教學(xué)要求：使學(xué)生了解當(dāng)前主流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，掌握現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)知識(shí)。重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)總線。313.帶CAN接口單片機(jī)及開發(fā)環(huán)境3.1典型帶CAN接口單片機(jī)介紹3.2集成開發(fā)環(huán)境使用教學(xué)要求：使學(xué)生了解帶CAN總線接口單片機(jī)，并會(huì)利用其開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件編程。重點(diǎn)：典型帶CAN接口單片機(jī)。難點(diǎn)：利用開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件編程。21、24.串行通信技術(shù)4.1串行通信基礎(chǔ)4.2串行口的寄存器4.3串行口的結(jié)構(gòu)與工作原理4.4串行口的通信功能4.5單片機(jī)串行通信接口技術(shù)教學(xué)要求：使學(xué)生了解常用的通信方式，掌握串行通信技術(shù)，能夠設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間串行通信。了解我國(guó)通信發(fā)展的歷程，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和政治認(rèn)同感。重點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)串行通信功能。難點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)串行通信接口技術(shù)。61、25.CAN總線5.1CAN總線概述5.2CAN總線物理層5.3CAN總線數(shù)據(jù)鏈路層5.4總線故障管理教學(xué)要求：使學(xué)生理解CAN總線的基本結(jié)構(gòu)，掌握CAN總線的基本通信原理。重點(diǎn)：CAN通信基本結(jié)構(gòu)和通信原理。難點(diǎn)：CAN通信的工作原理。41、26.MSCAN通信控制器6.1MSCAN模塊簡(jiǎn)介6.2MSCAN模塊的相關(guān)寄存器6.3MSCAN模塊的主要功能及工作模式教學(xué)要求：使學(xué)生了解CAN通信控制器的結(jié)構(gòu)和其寄存器功能與運(yùn)行模式。重點(diǎn)：CAN通信控制器的主要功能。難點(diǎn)：CAN通信控制器的工作模式。41、27.MSCAN模塊的編程7.1C語言程序的基本結(jié)構(gòu)7.2MSCAN程序編寫7.3MSCAN收發(fā)程序案例教學(xué)要求：使學(xué)生掌握MSCAN初始化程序、發(fā)送程序和結(jié)構(gòu)程序的編寫。重點(diǎn)：MSCAN程序的編寫。難點(diǎn)：MSCAN收發(fā)程序案例。628.SAEJ1939協(xié)議8.1協(xié)議特點(diǎn)8.2物理層8.3數(shù)據(jù)鏈路層8.4應(yīng)用層8.5網(wǎng)絡(luò)管理8.6故障診斷教學(xué)要求：使學(xué)生了解SAEJ1939協(xié)議、協(xié)議特點(diǎn)、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層等內(nèi)容。重點(diǎn)：SAE1939協(xié)議特點(diǎn)。難點(diǎn)：故障診斷。339道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO262629.1ISO26262介紹教學(xué)要求：使學(xué)生了解車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262。了解我國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的歷程，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和政治認(rèn)同感。重點(diǎn)：車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262。難點(diǎn)：車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262的特點(diǎn)。23合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共等教學(xué)手段促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練；安排習(xí)題課，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)；以泛雅超平臺(tái)建立在線課程，提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。六、課程資源1.推薦教材：（1）王樹春.汽車總線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社.2020.（2）顧惠烽.汽車總線系統(tǒng)原理與故障診斷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2020.2.參考書：（1）陳海波,夏虞斌.現(xiàn)代操作系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2020.（2）徐景波.汽車總線技術(shù)(第二版)[M].北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社.2021.（3）崔勝民.智能網(wǎng)聯(lián)汽車新技術(shù)(第2版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2021.3.期刊：（1）周美蘭,嚴(yán)文淼,郭金梅.復(fù)合電源純電動(dòng)汽車整車控制器設(shè)計(jì)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào).2019,24(02):73-80.（2）彭飛帆,李曉倩,曹銘.基于dSPACE的電動(dòng)汽車通信協(xié)議的研究與仿真[J].電源技術(shù).2021,45(05):641-644.（3）張宇,劉加洪,周美蘭.基于CAN通信的電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2021,38(08):94-98.（4）劉振鵬.CAN總線在嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)賽項(xiàng)中的工作方式分析[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2021,34(12):110-111.（5）Meng-HaoGuo1.CanattentionenableMLPstocatchupwithCNNs[J].ComputationalVisualMedia.2021,7(03):283-288.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）輕松學(xué)習(xí)C語言的技巧/jineng/a711776.html（2）基于STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用/bbs/dpj-164259-1.html七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)12（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?44階段測(cè)驗(yàn)12（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次階段測(cè)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次測(cè)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以階段測(cè)驗(yàn)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！?2作業(yè)16（1）考核學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)知識(shí)的掌握程度及拓展，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?66期末考核60（1）課程論文成績(jī)100分，以論文成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核CAN總線結(jié)構(gòu)，MSCAN通信控制器的主要功能，MSCAN模塊的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程方面的內(nèi)容；CAN總線作為汽車網(wǎng)絡(luò)中常用總線形式，未來會(huì)遇到的挑戰(zhàn)或發(fā)展趨勢(shì)；CAN總線網(wǎng)絡(luò)在車輛上的應(yīng)用等某一方向內(nèi)容。（3）論文主題為：智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、CAN總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、CAN總線多ECU通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、汽車CAN總線安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)等?！獭獭?52510合計(jì)：100分334720八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課程論文、課堂表現(xiàn)、階段測(cè)驗(yàn)、作業(yè)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由課程論文和過程性考核成績(jī)組成。其中：課程論文為100分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、階段測(cè)試、作業(yè)等過程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)30按時(shí)上課，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。按時(shí)上課，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。缺課兩次以內(nèi)，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。缺課兩次以內(nèi)，上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。缺課三次以