第十三章车载网络技术教案分析.ppt

第二节　控制器局域网(CAN) 2)第二步：检查信息是否可用(接收层)。 图13-28　接收层工作原理(组合仪表ECU) 第二节　控制器局域网(CAN) 5.位仲裁(1)位仲裁的特点　对数据进行实时处理时，必须快速传送数据，因此要求数据的物理传输通路有较高的速度。(2)位仲裁实施过程 1)ECU发送的每个信息都要分配优先权，且不同的信息量 具有不同的优先权(优先权隐含在数据中的“标识符”)， 优先权高的信息优先发送。 2)所有的ECU都是通过各自的RX线跟踪总线的变化，并获 知总线的状态。 3)请求发送信息的ECU，每个发射器将对TX线和RX线的状 态一位一位的进行比较，比较结果可以不一致。 第二节　控制器局域网(CAN) 4)若某个ECU向外发送“l”(TX线为1)，但通过RX线在总 线接到“0”，则该ECU退出对总线的发送信息控制，转为 接收信息。 图13-29　信息发送过程 第二节　控制器局域网(CAN) 四、CAN设计基础1.系统总体结构原理介绍 图13-30　系统总体结构 系统主要包括操作站和现场数据采集控制系统两大部分。 操作站由一台PC实现。其主要功能是处理需要复杂计算的信息，将经过处理的信息再送回CAN总线，并对整个网络进行管理。 现场数据采集控制系统又可分为模／数转换单元、数/模转换单元和通信转换接口电路等几个不同的节点单元。其主要功能是采集各个现场设备的实时信息，并根据所得信息发送控制命令去控制现场设备。 第二节　控制器局域网(CAN) 2.硬件电路设计 图13-31　CAN总线数据采集、通信转换接口电路 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统的结构设计是将系统功能尽可能地分散到各个节点，各节点以微处理器为核心，完成各种数据采集与控制功能。为了把各个节点的不同种类、不同格式的信息能够在基于CAN协议的标准下进行通信，每个节点都设有与CAN总线接口的电路。图13-231是模/数转换节点单元的数据采集、通信转换接口电路。 第二节　控制器局域网(CAN) 3.软件设计 根据分布式数据采集与控制系统的特点，系统各个节点之间和节点到操作站的距离较远，现场环境干扰大。整个系统应有实时数据采集、实时控制、实时故障报警、现场情况显示、数据存储、历史数据查询、打印报表等功能。对于最底层的现场节点单元的软件设计思想为：上电初始化、实时数据采集、数据实时处理、现场信息实时显示、故障实时报警和现场设备实时监控与其他设备进行通信等。其软件控制流程如图13-32所示。 图13-32　智能节点控制流程图 图13-33 操作站软件流程图 第三节　局部连接网络(LIN) 一、LIN标准(1)LIN协议规范　介绍了LIN的物理层和数据链路层。(2)LIN配置语言描述　介绍了LIN配置文件的格式。(3)LIN API(应用程序接口)　介绍了网络和应用程序之间的接口。 图13-34　LIN网络 第三节　局部连接网络(LIN) 图13-35　OSI参考模型 第三节　局部连接网络(LIN) 1)单主机多从机组织，即没有总线仲裁。2)从节点无振荡器的自同步功能。3)系统配置灵活。4)保证延时和信号传输的正确性。5)故障节点的检测功能。6)数据传输速率为20Kbit／s。7)可选的报文帧长度为2、4和8字节。8)基于UART／SCI接口的廉价硬件实现。 二、LIN的特点 第三节　局部连接网络(LIN) 9)带时间同步的多点广播式发送／接收方式，从机节点无需石英或陶瓷谐振器。10)数据累加和校验和及错误检测功能。11)廉价的单总线结构。 12)廉价的单片元器件。 第三节　局部连接网络(LIN) 表13-7　LIN和CAN主要特性对比 　　　　　　　　　网络指标　　　　　　　　　 LIN CAN 媒体访问控制方式 单主方式 多主方式 典型总线传输速率/（Kbit/s） 2．4~19．6 62．45~500 信息标识符/bit 6 11/29 网络典型节点数/个 2~10 4~20 位/字节编码方式 NRZ 8N1(UART) NRZw/位填充 每帧信息数据量/B 2,4,8 0~8 三、LIN与CAN的比较 每4字节的发送时间/ms 3．5(20Kbit/s时) 0．8（125Kbit/s时） 错误检测 8位累加和 15位CRC 物理层 单线，13．5V 双绞线,5V 石英/陶瓷振荡器 主从节点需要,从节点不需要 每个节点需要 网络相对成本 0．5 1 第三节　局部连接网络(LIN) 表13-8　LIN和CAN控制器特性对比 　　　　　　　参数节点　　　　　　　 网络传输速度/（Kbit/s） CPU时钟/MHz CPU（%） 存储容量(flash/ROM)/B 存储容量(RAM)/B LIN 1