電動汽車can報文國標
㈠ 電動汽車CAN匯流排負載率應控制在什麼范圍比較合適
負載率就是匯流排上實際數據傳輸速率比上理論最大數據傳輸速率。分為瞬時負載率和平均負載率。
舉個例子,假設匯流排速率為10Kbps,代表每秒理論最大數據傳輸速度為10.000個bit。如果每秒傳輸10個報文。則 負載率 = 單個報文所佔bit(一般在100個bit) * 10 / 10.000 = 10% 左右。
㈡ 國內選擇第三方公司逆向汽車CAN匯流排數據七個理由
其背景是:在實際的商業化產品中,CAN驅動層也包含一些復雜的策略,如各種異常的處理,以及性能優化模塊,模塊本身還會有可配置性和可移植性的要求,畢竟CAN驅動也是軟體平台的一部分。
在傳統的OSEK/VDX架構下,CAN驅動以上還有交互層、傳輸層、診斷一些層、網路管理、標定、信號/報文/協議網關等上層基礎軟體模塊,幾乎每一個都有相應的國標標准來對應,是一個相當專業且門檻不低的行業子領域。
除了知名汽車零配件公司自己招募一些團隊做CAN開發以外,一般採用委託第三方公司。
其目的是:降低研發成本,省去大批工程師高額的開發周期和管理費用,目前國際知名的第三方供應商有Vector、EB、Mentor Graphics,國內有速銳得。
對於車載ECU來說,一級零部件供應商研發可以分為系統、硬體、電子、軟體、機械結構等,CAN匯流排涉及最多是溝通的工作,主要是CAN匯流排的邏輯、信號需求、通信矩陣釋放、樣件提交、測試結果反饋等等。通信矩陣不能釋放的開發項目,看是否通過速銳得適配完成數據的採集與交互。
其中原因是:國內汽車電子行業,對CAN匯流排相關協議有深刻理解和開發經驗的工程師數量不斷,相對於項目整體的開發規模,只佔很小一部分。數百萬的汽車電子軟體工程師,用過CAN匯流排的十之六七,但知道CAN相關各個模塊設計的,恐怕也是萬里挑一。簡單的、復雜的、主從的、多主的各式各樣,優缺點、選擇依據、調研和分析、實驗與現場實踐及洞悉,都是考驗CAN技術開發的多種條件。
其需求是:DBC數據的創建,是基於各ECU系統的機能需求,如果ABS系統有個輪速信息要發給ECU,是以什麼樣的周期、什麼樣的精度,那麼我們就需要把把需求轉化成匯流排報文。網路拓撲設計,基於整車線束分布,對匯流排節點之間的距離、節點數、匯流排負載等有限制,整車CAN通訊策略,對整車匯流排節點上都有統一的策略。網路管理設計,處於有的節點在IGOFF後,有通信需求,為降低功耗,又制定了不同的網路管理策略,還有將UDS協議(14229)轉為J1939或者ISO15765等等需求。
其工具是:
硬體:帶有CAN模塊晶元的開發板,CAN BOX、CAN H 與?CAN L之間的120歐姆介面,零散線束、USB、螺絲刀、裝飾面板拆卸工具等等
軟體:CAN OE 或者周立功、豪氣霸主可用vehicle spy。
其方法是:以周立功為例,這個大家用的多。
打開CANTEST通用測試軟體,選擇USBCAN-2E-U介面,選定匯流排波特率,一般為500K,點擊確認並啟動,啟動CAN介面卡。
其難度是:有的數據是加了演算法的,針對數據的CAN ID一個一個做記錄,變數數據通常的都比較簡單,演算法數據上才是真正考驗能力的時候。速銳得在做豐田氫能源車整車控制策略的時候,1000多組CAN ID裡面甄選了142個必要數據,其中有86個數據都帶「復雜」演算法還參雜了其他CAN ID變數的邏輯。
隨著汽車電子技術的發展,汽車上所用的控制單元不斷增多,CAN匯流排技術的應用范圍廣泛,在工業控制測試、汽車電子維護維修、協議適配與解碼,數據單元的控制與訪問。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
㈢ 汽車CAN系統知識
汽車電子與CAN匯流排
摘要:控制器區域網(CAN)是一種有效支持分布式控制或實時控制的現場匯流排,具有高性能和高可靠性的特點;隨著現代汽車技術的發展,CAN技術在汽車電子領域應用日益廣泛。文章介紹了符合CAN2.0B協議汽車CAN系統設計方案,著重討論了以微處理器P89C668為核心的CAN匯流排智能節點的軟硬體實現,推薦一款MOTOROLA的多路開關檢測晶元MC33993,並且涉及到 ,SPI以及在系統編程等技術。
關鍵詞:現場匯流排,CAN,汽車電子,MC33993, ,SPI
1 汽車電子與CAN匯流排
隨著汽車電子技術的不斷發展,汽車上各種電子控制單元的數目不斷增加,連接導線顯著增加,因而提高控制單元間通訊可靠性和降低導線成本已成為迫切需要解決的問題。為此以研發和生產汽車電子產品著稱的德國BOSCH公司開發了CAN匯流排協議,並使其成為國際標准(ISO11898)。1989年,Intel公司率先開發出CAN匯流排協議控制器晶元,到目前為止,世界上已經擁有20多家CAN匯流排控制器晶元生產商,110多種CAN匯流排協議控制器晶元和集成CAN匯流排協議控制器的微處理器晶元。在北美和西歐,CAN匯流排協議已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制區域網的標准匯流排,並且擁有以CAN為底層協議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協議。我國的汽車CAN匯流排技術起步較晚,但隨著現代汽車電子的不斷進步發展,其研究和應用正如火如荼的進行中。CAN匯流排是一種串列多主站控制器區域網匯流排,是一種有效支持分布式控制或實時控制的串性通訊網路。CAN匯流排的通信介質可以是雙絞線,同軸電纜或光導纖維,通信速率可達1Mbps/40m,通信距離可達10km/40Kbps。由於其通信速率高,可靠性好以及價格低廉等特點,使其特別適合中小規模的工業過程監控設備的互連和交通運載工具電氣系統中。CAN匯流排有如下基本特點:
◎ 廢除傳統的站地址編碼,代之以對通信數據塊進行編碼,可以多主方式工作;
◎ 採用非破壞性仲裁技術,當兩個節點同時向網路上傳送數據時,優先順序低的節點主動停止數據發送,而優先順序高的節點可不受影響繼續傳輸數據,有效避免了匯流排沖突;
◎ 採用短幀結構,每一幀的有效位元組數為8個,數據傳輸時間短,受干擾的概率低,重新發送的時間短;
◎ 每幀數據都有CRC校驗及其他檢錯措施,保證了數據傳輸的高可靠性,適於在高幹擾環境下使用;
◎ 節點在錯誤嚴重的情況下,具有自動關閉匯流排的功能,切斷它與匯流排的聯系,以使匯流排上其他操作不受影響;
◎ 可以點對點,一對多及廣播集中方式傳送和接受數據。
圖1 汽車CAN匯流排系統架構
現代汽車典型的控制單元有電控燃油噴射系統,電控傳動系統,防抱死制動系統(ABS),防滑控制系統(ASR),廢氣再循環系統,巡航系統和空調系統,車身電子控制系統(包括照明指示和車窗,刮雨器等)。完善的汽車CAN匯流排網路系統架構如圖1所示。
2 CAN節點硬體構架
核心晶元:
選用PHILIPS公司的高性能8位微處理器P89C668。其突出特點如下:
◎ 80C51 中央處理單元;
◎ 內置可ISP(在系統編程)和IAP(在應用編程)的Flash 存儲器,Boot ROM 可通過串口訪問從而升級下載用戶程序;
◎ 每個機器周期6 個時鍾周期操作標准,每個機器周期12 個時鍾周期操作可選,周期12 個時鍾周期下速度高達33MHz;
◎ 8K位元組RAM和64K位元組FLASH;
◎ 4 個中斷優先順序,8 個中斷源;
◎ 自帶 串列介面序列;
◎ 5路可編程的計數器陣列PCA(PWM輸出,捕捉/比較,高速輸出三種工作方式)。
無論從處理能力,存儲容量,還是外圍資源以及網路可擴展性方面來評價,P89C668都是一款出色的微處理器,適用工控電子等各個領域。尤其是其8K位元組RAM的"海量"內存,更是許多高速存儲應用場合的首選。
CAN介面電路:
採用技術成熟應用廣泛的SJA1000(CAN控制器),6N137(光電隔離),P82C250(CAN收發器)組成介面電路。需要指出的是,CAN匯流排(CANH,CANL)兩端務必跨接120歐的終端電阻。SJA1000中斷引腳接CPU的外中斷0引腳。
在應用/系統編程電路:
IAP/ISP技術在許多款高性能單片機得到應用,其突出特點是方便快捷的實現程序的下載和更新。P89C668的FLASH空間0XFC00~0XFFFF燒寫入1K位元組的Boot Rom程序,上電後可以通過軟體和硬體置位方法進入Boot Rom程序,通過PHILIPS提供的編程軟體由串列口通訊就可以實現程序的在線升級(ISP)。當然用戶還可以根據需要依據協議,自己編寫Boot Rom程序(IAP)。通過撥碼開關硬體置位(ALE, , ,P2.6,P2.7),上電後強制進入Boot Rom程序,燒寫程序完畢後撥回原來狀態重新上電後就進入用戶程序。串列口電平轉換晶元用MAX202替代MAX232,其匹配電容只需103瓷片電容。串列數據通訊波特率可達38400bps。
晶振和復位電路:
外接一塊工業級的12M振盪晶元作為時鍾信號。復位電路採用X25045晶元進行智能控制。X25045晶元將看門狗定時器,電源監控電路和E2PROM功能合三為一。看門狗定時器功能在系統出錯期間,經過一個可設置的時間間隔就置位RESET信號。電源監控電路能檢測到欠電壓狀況,在VCC下降到限閥值以下,系統被復位。並且RESET信號在VCC恢復且穩定之前一直有效。存儲器功能的X25405是CMOS的4096字的E2PROM.並且支持SPI協議的三線(SO,SI,SCLK)存取。本節點用到X25405的前兩個功能構成可靠的復位電路。
開關/數字量,模擬量檢測電路:
汽車節點的開關器件(信號燈,雨刮,面板,車窗玻璃,電動後視鏡等等的開關)特別復雜和繁多,而電流檢測,水溫油位感測器信號都是非線性的模擬信號,所以可靠實時地對這些開關/模擬量進行檢測成為汽車電子硬體必須解決的問題。傳統的分立元件保持電路存在可靠性差,尤其是開關觸點氧化嚴重,浪費大量的微處理器I/O口等問題,推薦採用MOTOROLA公司的多路開關檢測晶元MC33993。其突出優點如下:
◎ 3.3/5.0V的SPI序列讀寫(SO,SI,SCLK);
◎ 8路可編程開關輸入檢測(接地或接電源),14路接地開關輸入檢測,每路開關狀態改變均能夠產生中斷;
◎ 開關輸入電壓從-14V~Vpwr(工作電源),Vpwr最大可達40V;
◎ 開關狀態改變時的可選擇喚醒;
◎ 可選擇的濕性電流(16mA或2mA);
◎ 22對1的模擬量輸出;
◎ Vpwr的低功耗電流(standby current)小於100uA,VDD的低功耗電流(standby current)小於10uA。
可見只需要四個CPU口線(SPI序列線和片選),就能夠完成22路開關量(其中有8路可編程為對接電源開關)的檢測,還可以進行串列和並行的多片MC33993級連。所謂的濕性電流(wetting current),指的是MC33993內部提供的輸入口的上拉和下拉恆流源,可以編程選擇為16mA或2mA,這對於保證開關的可靠閉合,去除金屬觸點的氧化物有著良好的作用。輸入口的恆流源,可以直接驅動MOSFET以及LED。每一個輸入口都可以編程為模擬量輸出狀態,從而在AMUX引腳輸出所選輸入口的電壓。利用MC33993恆流源和模擬量輸出可以組成線性的感測器檢測電路。ADC晶元選用AD公司生產的並行數據采樣集成晶元AD1674。它從引腳到功能都與AD574/674完全兼容,但內部增加了采樣/保持電路,采樣頻率為100kHZ,並且有全控模式和單一工作模式。其采樣精度可達0.05%,符合高速數據採集的要求。
功率器件驅動電路:
汽車車身控制系統需要驅動大功率的用電器件,比如照明信號燈,前後雨刮器電機,電動車窗,電動後視鏡等等。功率驅動器件考慮採用MOTOROLA公司的汽車專用功率器件。MC33286為汽車電氣專用智能的雙路控制驅動晶元,與傳統的機械繼電器相比,自身提供過流和過熱保護,響應時間更短,穩定性更高。MC33286設有兩路驅動通道,每路最大工作電流可達15A,通過兩路輸入埠將CPU引腳電平信號引入,經過內部的邏輯處理模塊轉換成輸出通道的電平變化。特別適合信號燈以及阻性負載的驅動。MC33887是帶反饋的H橋型驅動晶元,專用來驅動需要正反轉的電機負載。MC33486與MC33887類似,但內部只有半橋須外加CMOS管以構成全橋驅動電路,穩定輸出可達10 A,尤其適用於電動車窗電機之類的大功率並伴有沖擊電流的正反相控制要求。
3 軟體結構
系統的程序結構分為四個部分:CAN通訊程序(包括應用層協議的SJA1000通訊),外圍介面程序(所有檢測晶元和驅動晶元的驅動),中斷服務程序(處理開關信號以及故障報警等消息),主程序(完成系統初始化和任務調度,喂狗等)。限於篇幅,以下著重介紹 CAN應用層協議。
本系統CAN通訊選用CAN2.0B協議的PeliCAN模式,通信位速率為500Kbps,採用雙驗收濾波器機制。為使用及修改方便,通訊協議中標識碼設計兼容點對點、一對多及廣播通訊模式。開關量消息通訊時各節點間採用主從結構,子節點的報文只有主節點接收(點對點模式),主節點的報文所有子節點均接收(廣播模式)。模擬量消息通訊時各節點間採用點對點模式。
標識符定義:(如圖3所示)
◎ 類名:00000100--應答類消息(自檢應答、故障診斷);00001000--命令類消息;00010000--調試類消息;00100000--下載類消息;01000000--工作類消息。
◎ 保留A:驗收濾波器配置預留。
應答類消息中:ID19:1--自檢應答消息 0--故障診斷出錯消息
ID20:驗收濾波器配置預留
工作類消息中:ID19:1--開關量消息 0--模擬量消息
ID20:驗收濾波器配置預留
◎ 目的地址:接收報文節點的地址。
◎ 源地址:發送報文節點的地址,用於系統自檢。
圖3 標識符定義
4 結束語
CAN匯流排以其高性能,高可靠性及獨特的設計,受到工業控制領域和汽車電子領域的廣泛重視,已被公認為最有前途的現場匯流排之一。我們深信不久的將來,國產的CAN匯流排汽車必將誕生。
㈣ 逆變器與bms通信必須使用can嗎
你可以查看一下國標,GBT27930-2015《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》裡面對BMS實現繼電器的控制是有要求的,但是比較復雜,有很多握手報文包及通訊報文,如果報文有超時、中斷、丟幀都是會斷開繼電器的,所以不建議用CAN分析儀進行模擬發送報文吸合繼電器充電。如果通過整車技術協議裡面的強制吸合RL指令也是可以實現的,但前提是你能夠拿到整車控制技術協議。另外有一點,充電樁是可以進行盲充設置的,通過界面設置母線電壓和電流,模組繼電器可以通過供常電實現。
㈤ 純電動汽車CAN匯流排應用整車控制策略研究與經驗
純電動汽車的國內外發展背景
汽車享有「第一商品」的美譽,因為,汽車工業的發展,可以帶動眾多產業發展。一輛轎車的零部件數以萬計,附加值很高,一輛車背後是一系列的產業。因此,汽車工業也就成為了衡量一個國家工業化水平和綜合科技水平的重要標志。
我國的汽車工業水平落後先進國家,短時間內在內燃機領域是不可能消除差距的,中國大規模發展燃油車動力汽車,在環境、資源、技術等方面面臨嚴重壓力,所以,從國內的資源和環境條件,也要求中國在未來的汽車工業必須探索新的思路。
隨著我國國民經濟持續高速發展,轎車成為我國居民消費的主要商品之一,我國汽車工業也將迎來一個快速發展的機遇,發展燃油車,會依賴石油資源需求的激增,同時會造成對環境、環保的負面影響,電動汽車恰好避免或者減少這些不利因素。
當代融合多種高新技術企業而興起的純電動汽車、混合動力汽車正在引發世界汽車工業一場革命,展現了中國企業工業的光明未來。近些年來,美國、日本、歐洲的一些國家和跨國公司已經投入大量資金和研發成本,我國也奮起直追,積極投入電動汽車研究與開發,目前新能源車在市場、整車、生產、應用等多方面實現了趕超和創新成果轉化及產業化。
在電動汽車領域,我們和世界發達國家處於同一起跑線,不少方面還處於世界領先地位,這為我國汽車工業技術實現跨越發展提供了一次歷史性的機遇。更重要的是我國還有後發優勢,因為生產電動汽車不僅僅是發動機的更改,而且是設計、製造、材料、電氣、控制和整個社會服務體系的全面變革,我國電動汽車發展,沒有包袱,市場巨大,生存空間充足。
此外,我們還可以通過開發自主的電動汽車,申請專利、制定標准,保護自己的汽車工業。加入世貿組織後,再靠關稅、政府政策來保護本國利益已經不行了,一流企業做標准,國家也一樣,這是產業的游戲規則。電動汽車的零排放標准及低排放控制政策就可以很好的保護本國的合法權益。
我國電動汽車開發走在國際的前列,目前還需要攻破關鍵的電池技術,電機和電控基本已經完善,面向世界推出純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力電動汽車。
純電動汽車CAN匯流排實際應用
2016年,速銳得科技與中汽中心、清華大學、國家計量、環保部等,用一年時間研究了純電動汽車和重型燃油車排放等標准。速銳得作為合作方,主要任務是定製純電動汽車CAN匯流排應用層和開發CAN匯流排整車控制策略節點的軟體部分和主控制器CAN匯流排底層DBC驅動程序。在充分理解整個系統的基礎上,參考SAEJ1939協議定製符合電動汽車特點又兼容混合動力汽車的CAN匯流排協議,定製完成後,將適配好的DBC文件提交中汽中心。
CAN匯流排位定時?是在CAN中比較復雜的內容,現有的CAN匯流排方面對位定時講解的過於含糊而且不統一,在純電動汽車系統開發過程中,我們實際使用了遠不止幾款CAN晶元,在SAEJ1939的基礎和CAN2.0B基礎上,設計了符合電動汽車特點的CAN匯流排協議,引入了調度演算法,提高了系統的性能,給純電動汽車系統提供了一個良好的調試測試環境,還在CAN匯流排系統測試指導下,開發出指定車型的CAN匯流排監控節點的DBC文件。
純電動汽車各ECU單元的作用
在純電動汽車控制系統中,主要包括4個節點,即主控制器ECU、電機控制ECU、電池管理系統BMS及CAN匯流排控制單元。
主控制器ECU相當於純電動汽車的大腦,它起到控制全局的作用,主控制器ECU接受汽車上感測器的信息,通過A/D轉換後計算,編碼為CAN報文,發送到匯流排上控制其他節點的工作。同時,將一些整車相關的信息(車速、電池SCO、踏板位置、電池狀態、門鎖信息)在組合儀表上顯示出來。其中最核心的就是通過感測器的輸入值與系統當前狀態及汽車工況等條件計算出合適的電機扭矩值,通過CAN匯流排發送到電機控制系統,指揮電機正確工作。另外,主控制器ECU還控制主繼電器的開關,使得整個系統上電和斷電,行業有的把這些集成在VCU裡面。
電機控制ECU相當於純電動汽車的四肢,它的主要工作是主控制器發送扭矩值為輸入值,採用雙閉環控制來調速電機,使電機工作在需要的轉速下,根據電動機的溫度變化控制電機的冷卻水泵和冷卻風扇,從而有效的調節電機溫度。
純電動汽車的電池是有幾十塊單體電池成組供電的,並能保證在不供電時電池不成組,每塊電池的電壓不超過5V,這樣由於單個電池的性能差異,就需要在電池充放電過程中經常要均衡電壓,保證電池性能,這個由BMS電池管理系統來控制。BMS等同於電動汽車血液循環的心臟,電池為血液循環及能量系統。
純電動汽車CAN匯流排的特點
CAN匯流排控制單元主要是在不幹擾匯流排數據傳輸的情況下,對匯流排上傳輸的數據進行實時監控,實時記錄和實時報警,還提供了離線分析功能在純電動汽車調試階段對主控制器主要計算參數進行標定。各個子系統依靠CAN匯流排傳輸數據,進行數據交換,實現整個分布式系統的控制功能,為了充分利用匯流排的帶寬,合理分配了8個數據位元組的空間,將相關的數據放到一個報文里進行傳輸,保證數據幀有效信息傳輸比重。
在純電動汽車運行過程中,是一些固定的工作狀態之間進行切換,一般有停車狀態、充電狀態、啟動狀態、運行狀態、車輛前進和後退狀態、回饋制動狀態、機械制動狀態、一般故障狀態、重大故障狀態。純電動汽車控制系統正是通過CAN匯流排協議進行通訊和傳遞參數,將各個分散的節點連成一個閉環系統,把每個節點的特點發揮到最好,在CAN匯流排技術總有幾個關鍵技術(定位時、匯流排終端匹配阻抗、CAN驅動器電路設計和DBC應用層協議的設計)這也是CAN調試中的難點。
CAN匯流排定位時本質上和匯流排的同步是緊密相關聯的,CAN匯流排系統的收/發雙方必須以同步時鍾來控制數據的發送和接收。接收端在相當長的數據流中保持位同步。必須要能識別每個二進制位是從什麼時候開始的。為此,對於硬體終端的處理能力提出了高處理能力的需求,如果是直接通過4G/5G遠程傳輸到雲端,目前行業內可能成熟的產品有速銳得的V81。為保證接收時鍾和發送時鍾嚴格一致,採用接收器通過調節器從數據中提出同步信號或者是接收器和發送器統一時鍾的方法,CAN匯流排的定位時在系統位編碼/解碼時採用自有的方式保證系統同步。
CAN匯流排的一般按照功能的不同分為幾個不同的時段:在預分頻倍數確定時,一定波特率的CAN匯流排系統的同步段就是已經確定下來了,而其他幾個時間段是可變的,所以,我們可以發現在位定時配置中可以存在幾組不同的參數都可以滿足波特率的要求,應用這些參數,系統基本上可以正常運行。但是在這些組的參數中,存在一組最優的,這組最優的配置參數需要根據系統的最大匯流排長度和匯流排節點的振盪器容差來確定。
如果要獲得一個給定速率下的最大匯流排長度,就應考慮采樣點應該盡可能接近周期的末尾處。如果要使系統中每個節點可以有更大的振盪器容差,則需要在位周期中點附近選擇采樣點,正是由於振盪器容差和匯流排長度的矛盾,所以需要我們優化位定時參數,使得系統獲得更大的振盪器容差和最大匯流排長度。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
㈥ 純電動汽車交流充電的攬上控制器與vcu以BMS是進行什麼樣的報文
進行信息交換以及握手報文
㈦ 如何看懂新國標充電樁與BMS之間的通信協議和CAN報文
報文無非就是辨別幀ID並通過國標協議對報文內容進行解析,記得網路文庫上有一篇PGN轉換之後的幀ID與報文內容解析對照表,可以下載下來看一下
㈧ 請問什麼是汽車CAN通信中報文中信號checksum和rolling counter,具體有什麼用為什麼要加在報文中。
Checksum:總和檢驗碼,校驗和。在數據處理和數據通信領域中,用於校驗目的的一組數據項的和。這些數據項可以是數字或在計算檢驗總和過程中看作數字的其它字元串。
rolling counter:是為了防止漏幀。
CAN數據鏈路層採用短幀結構,每一幀為8個位元組,易於糾錯;CAN每幀信息都有CRC校驗及其檢錯措施,有效地降低了數據的錯誤率;CAN節點在錯誤嚴重的情況下,具有自動關閉功能,使匯流排上其他節點不受影響。
(8)電動汽車can報文國標擴展閱讀:
CAN匯流排是一種多主匯流排,通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。CAN協議採用通信數據塊進行編
碼,取代了傳統的站地址編碼,使網路內的節點數在理論上不受限制。由於CAN匯流排具有較強的糾錯能力、支持差分收發,因而適合高幹擾環境,並具有較遠的傳輸距離。CAN特性如下:
第一、CAN是一種有效支持分布式控制和實時控制的串列通信網路。
第二、CAN協議遵循ISO/OSI參考模型,採用了其中的物理層、數據鏈路層和應用層。
第三、CAN可以多主方式工作,網路上任意一個節點均可在任意時刻主動地向網路上其他節點發送信息,而不分主從,節點之間有優先順序之分,因而通信方式靈活;CAN採用非破壞性逐位仲裁技術,優先順序發送,節省了匯流排沖突仲裁時間,在重負載下性能良好;CAN可以點對點、一點對多點(成組)及全局廣播等方式傳送和接收數據。第四,CAN的直接通信距離最遠可達10000m(傳輸速率為5kbit/s);最高通信速率可達1Mbit/s(傳輸距離為40m)。
第五、CAN上的節點數可達110個。
第六、CAN數據鏈路層採用短幀結構,每一幀為8個位元組,易於糾錯;CAN每幀信息都有CRC校驗及其他
檢錯措施,有效地降低了數據的錯誤率;CAN節點在錯誤嚴重的情況下,具有自動關閉功能,使匯流排上其他節點不受影響。
第七、信號調制解調方式採用不歸零(NRZ)編碼/解碼方式,並採用插入填充位技術。
第八、數據位具有顯性「0」(Dominantbit)和隱性「1」(Recessivebit)兩種邏輯值,採用時鍾同步技術,具有硬體自同步和定時時間自動跟蹤功能。
㈨ 誰了解汽車CAN匯流排方面的知識求助,作用及性能
摘要:控制器區域網(CAN)是一種有效支持分布式控制或實時控制的現場匯流排,具有高性能和高可靠性的特點;隨著現代汽車技術的發展,CAN技術在汽車電子領域應用日益廣泛。文章介紹了符合CAN2.0B協議汽車CAN系統設計方案,著重討論了以微處理器P89C668為核心的CAN匯流排智能節點的軟硬體實現,推薦一款MOTOROLA的多路開關檢測晶元MC33993,並且涉及到 ,SPI以及在系統編程等技術。
關鍵詞:現場匯流排,CAN,汽車電子,MC33993, ,SPI
1 汽車電子與CAN匯流排
隨著汽車電子技術的不斷發展,汽車上各種電子控制單元的數目不斷增加,連接導線顯著增加,因而提高控制單元間通訊可靠性和降低導線成本已成為迫切需要解決的問題。為此以研發和生產汽車電子產品著稱的德國BOSCH公司開發了CAN匯流排協議,並使其成為國際標准(ISO11898)。1989年,Intel公司率先開發出CAN匯流排協議控制器晶元,到目前為止,世界上已經擁有20多家CAN匯流排控制器晶元生產商,110多種CAN匯流排協議控制器晶元和集成CAN匯流排協議控制器的微處理器晶元。在北美和西歐,CAN匯流排協議已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制區域網的標准匯流排,並且擁有以CAN為底層協議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協議。我國的汽車CAN匯流排技術起步較晚,但隨著現代汽車電子的不斷進步發展,其研究和應用正如火如荼的進行中。CAN匯流排是一種串列多主站控制器區域網匯流排,是一種有效支持分布式控制或實時控制的串性通訊網路。CAN匯流排的通信介質可以是雙絞線,同軸電纜或光導纖維,通信速率可達1Mbps/40m,通信距離可達10km/40Kbps。由於其通信速率高,可靠性好以及價格低廉等特點,使其特別適合中小規模的工業過程監控設備的互連和交通運載工具電氣系統中。CAN匯流排有如下基本特點:
◎ 廢除傳統的站地址編碼,代之以對通信數據塊進行編碼,可以多主方式工作;
◎ 採用非破壞性仲裁技術,當兩個節點同時向網路上傳送數據時,優先順序低的節點主動停止數據發送,而優先順序高的節點可不受影響繼續傳輸數據,有效避免了匯流排沖突;
◎ 採用短幀結構,每一幀的有效位元組數為8個,數據傳輸時間短,受干擾的概率低,重新發送的時間短;
◎ 每幀數據都有CRC校驗及其他檢錯措施,保證了數據傳輸的高可靠性,適於在高幹擾環境下使用;
◎ 節點在錯誤嚴重的情況下,具有自動關閉匯流排的功能,切斷它與匯流排的聯系,以使匯流排上其他操作不受影響;
◎ 可以點對點,一對多及廣播集中方式傳送和接受數據。
圖1 汽車CAN匯流排系統架構
現代汽車典型的控制單元有電控燃油噴射系統,電控傳動系統,防抱死制動系統(ABS),防滑控制系統(ASR),廢氣再循環系統,巡航系統和空調系統,車身電子控制系統(包括照明指示和車窗,刮雨器等)。完善的汽車CAN匯流排網路系統架構如圖1所示。
2 CAN節點硬體構架
核心晶元:
選用PHILIPS公司的高性能8位微處理器P89C668。其突出特點如下:
◎ 80C51 中央處理單元;
◎ 內置可ISP(在系統編程)和IAP(在應用編程)的Flash 存儲器,Boot ROM 可通過串口訪問從而升級下載用戶程序;
◎ 每個機器周期6 個時鍾周期操作標准,每個機器周期12 個時鍾周期操作可選,周期12 個時鍾周期下速度高達33MHz;
◎ 8K位元組RAM和64K位元組FLASH;
◎ 4 個中斷優先順序,8 個中斷源;
◎ 自帶 串列介面序列;
◎ 5路可編程的計數器陣列PCA(PWM輸出,捕捉/比較,高速輸出三種工作方式)。
無論從處理能力,存儲容量,還是外圍資源以及網路可擴展性方面來評價,P89C668都是一款出色的微處理器,適用工控電子等各個領域。尤其是其8K位元組RAM的"海量"內存,更是許多高速存儲應用場合的首選。
CAN介面電路:
採用技術成熟應用廣泛的SJA1000(CAN控制器),6N137(光電隔離),P82C250(CAN收發器)組成介面電路。需要指出的是,CAN匯流排(CANH,CANL)兩端務必跨接120歐的終端電阻。SJA1000中斷引腳接CPU的外中斷0引腳。
在應用/系統編程電路:
IAP/ISP技術在許多款高性能單片機得到應用,其突出特點是方便快捷的實現程序的下載和更新。P89C668的FLASH空間0XFC00~0XFFFF燒寫入1K位元組的Boot Rom程序,上電後可以通過軟體和硬體置位方法進入Boot Rom程序,通過PHILIPS提供的編程軟體由串列口通訊就可以實現程序的在線升級(ISP)。當然用戶還可以根據需要依據協議,自己編寫Boot Rom程序(IAP)。通過撥碼開關硬體置位(ALE, , ,P2.6,P2.7),上電後強制進入Boot Rom程序,燒寫程序完畢後撥回原來狀態重新上電後就進入用戶程序。串列口電平轉換晶元用MAX202替代MAX232,其匹配電容只需103瓷片電容。串列數據通訊波特率可達38400bps。
晶振和復位電路:
外接一塊工業級的12M振盪晶元作為時鍾信號。復位電路採用X25045晶元進行智能控制。X25045晶元將看門狗定時器,電源監控電路和E2PROM功能合三為一。看門狗定時器功能在系統出錯期間,經過一個可設置的時間間隔就置位RESET信號。電源監控電路能檢測到欠電壓狀況,在VCC下降到限閥值以下,系統被復位。並且RESET信號在VCC恢復且穩定之前一直有效。存儲器功能的X25405是CMOS的4096字的E2PROM.並且支持SPI協議的三線(SO,SI,SCLK)存取。本節點用到X25405的前兩個功能構成可靠的復位電路。
開關/數字量,模擬量檢測電路:
汽車節點的開關器件(信號燈,雨刮,面板,車窗玻璃,電動後視鏡等等的開關)特別復雜和繁多,而電流檢測,水溫油位感測器信號都是非線性的模擬信號,所以可靠實時地對這些開關/模擬量進行檢測成為汽車電子硬體必須解決的問題。傳統的分立元件保持電路存在可靠性差,尤其是開關觸點氧化嚴重,浪費大量的微處理器I/O口等問題,推薦採用MOTOROLA公司的多路開關檢測晶元MC33993。其突出優點如下:
◎ 3.3/5.0V的SPI序列讀寫(SO,SI,SCLK);
◎ 8路可編程開關輸入檢測(接地或接電源),14路接地開關輸入檢測,每路開關狀態改變均能夠產生中斷;
◎ 開關輸入電壓從-14V~Vpwr(工作電源),Vpwr最大可達40V;
◎ 開關狀態改變時的可選擇喚醒;
◎ 可選擇的濕性電流(16mA或2mA);
◎ 22對1的模擬量輸出;
◎ Vpwr的低功耗電流(standby current)小於100uA,VDD的低功耗電流(standby current)小於10uA。
可見只需要四個CPU口線(SPI序列線和片選),就能夠完成22路開關量(其中有8路可編程為對接電源開關)的檢測,還可以進行串列和並行的多片MC33993級連。所謂的濕性電流(wetting current),指的是MC33993內部提供的輸入口的上拉和下拉恆流源,可以編程選擇為16mA或2mA,這對於保證開關的可靠閉合,去除金屬觸點的氧化物有著良好的作用。輸入口的恆流源,可以直接驅動MOSFET以及LED。每一個輸入口都可以編程為模擬量輸出狀態,從而在AMUX引腳輸出所選輸入口的電壓。利用MC33993恆流源和模擬量輸出可以組成線性的感測器檢測電路。ADC晶元選用AD公司生產的並行數據采樣集成晶元AD1674。它從引腳到功能都與AD574/674完全兼容,但內部增加了采樣/保持電路,采樣頻率為100kHZ,並且有全控模式和單一工作模式。其采樣精度可達0.05%,符合高速數據採集的要求。
功率器件驅動電路:
汽車車身控制系統需要驅動大功率的用電器件,比如照明信號燈,前後雨刮器電機,電動車窗,電動後視鏡等等。功率驅動器件考慮採用MOTOROLA公司的汽車專用功率器件。MC33286為汽車電氣專用智能的雙路控制驅動晶元,與傳統的機械繼電器相比,自身提供過流和過熱保護,響應時間更短,穩定性更高。MC33286設有兩路驅動通道,每路最大工作電流可達15A,通過兩路輸入埠將CPU引腳電平信號引入,經過內部的邏輯處理模塊轉換成輸出通道的電平變化。特別適合信號燈以及阻性負載的驅動。MC33887是帶反饋的H橋型驅動晶元,專用來驅動需要正反轉的電機負載。MC33486與MC33887類似,但內部只有半橋須外加CMOS管以構成全橋驅動電路,穩定輸出可達10 A,尤其適用於電動車窗電機之類的大功率並伴有沖擊電流的正反相控制要求。
3 軟體結構
系統的程序結構分為四個部分:CAN通訊程序(包括應用層協議的SJA1000通訊),外圍介面程序(所有檢測晶元和驅動晶元的驅動),中斷服務程序(處理開關信號以及故障報警等消息),主程序(完成系統初始化和任務調度,喂狗等)。限於篇幅,以下著重介紹 CAN應用層協議。
本系統CAN通訊選用CAN2.0B協議的PeliCAN模式,通信位速率為500Kbps,採用雙驗收濾波器機制。為使用及修改方便,通訊協議中標識碼設計兼容點對點、一對多及廣播通訊模式。開關量消息通訊時各節點間採用主從結構,子節點的報文只有主節點接收(點對點模式),主節點的報文所有子節點均接收(廣播模式)。模擬量消息通訊時各節點間採用點對點模式。
標識符定義:(如圖3所示)
◎ 類名:00000100--應答類消息(自檢應答、故障診斷);00001000--命令類消息;00010000--調試類消息;00100000--下載類消息;01000000--工作類消息。
◎ 保留A:驗收濾波器配置預留。
應答類消息中:ID19:1--自檢應答消息 0--故障診斷出錯消息
ID20:驗收濾波器配置預留
工作類消息中:ID19:1--開關量消息 0--模擬量消息
ID20:驗收濾波器配置預留
◎ 目的地址:接收報文節點的地址。
◎ 源地址:發送報文節點的地址,用於系統自檢。
圖3 標識符定義
4 結束語
CAN匯流排以其高性能,高可靠性及獨特的設計,受到工業控制領域和汽車電子領域的廣泛重視,已被公認為最有前途的現場匯流排之一。我們深信不久的將來,國產的CAN匯流排汽車必將誕生。
㈩ 新能源充電樁沖不了電,顯示充電結束,接收辯識報文超市,怎麼辦
您好,接收辨識報文超時是新能源充電樁常見問題之一,可以換別的車輛試充電,判斷是電動車問題還是充電樁問題,之後可按照以下幾種情況逐一排查:
一、充電樁與電動車均無故障情況:
充電樁與電動車國標不一致,一個新國標一個老國標,新老國標不兼容,輔助電源(以下簡稱輔源)電壓、充電流程等不一致,導致在設定的時間內握手報文無法對接成功,充電流程終止,報接收辨識報文(握手)超時。
二、充電樁或電動車存在故障情況:
1、充電樁向電動車bms供電故障:
a.充電樁輔源無12v/24v輸出,原因為輻源輸入端交流供電異常或電源本身故障;
b.充電樁輔源下端12v/24v接觸器故障
c.充電樁內輔源到槍線尾部線路出現故障
d.充電槍線內部A+或A-線路故障(充電槍經常拖拽,故障概率較大)
e.充電槍頭內部A+或A-插針損壞,與充電座接觸不良
f.電動車充電座內A+或A-孔內冠簧損壞,與充電槍接觸不良
g.電動車充電座A+或A-孔到電池bms線路故障
h.電動車bms故障,無法被供電
2、充電樁或車輛can通訊故障
a.充電樁或電動車bms內的can通訊模塊故障,導致can通訊無法正常進行;
b.充電樁can通訊模塊到充電機槍線尾部線路故障(此部分線路除人為情況難以移動,出現故障概率較低);
c.充電樁槍線內s+或s-線路故障(充電槍經常拖拽,s+與s-兩根線經常出現斷線或短路情況)
d.充電樁槍頭內s+或s-插針損壞,與充電座接觸不良
e.電動車充電座內s+或s-孔內冠簧損壞,與充電槍接觸不良
f.電動車充電座s+或s-孔到bms線路故障
本人是新能源充電行業從業者,如果還有什麼不懂的地方可與我聯系,謝謝!