电子产品世界

1．3 CAN总线
CAN是控制器局域网络(Controller AreaNetwork，CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准(ISO11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。通常CAN总线采用屏蔽或非屏蔽的双绞线，总线接口能适应极其恶劣的工作环境。和其他通信总线相比，CAN总线在其实时性、可靠性及灵活性等方面都有突出的优势，使得其在汽车工业得到了广泛的应用。
CAN总线的应用层协议，采用了SAE J1939通信协议，它以CAN2．0B协议为基础，波特率可达250 kb／s，是一种传输速率较高的C类通信网络协议，支持分布式控制，在整个汽车电子控制系统中，实施雨环控制及其通信。在CAN总线进行数据通信的过程中，SAE J1939协议的数据链路层定义了信息帧的数据结构、编码规则，它负责将CAN扩展帧的29位标识符重新分组定义，使报文的标识符就能够描述报文的全部特征，包括目标地址、源地址等。
CAN总线框架不仅提供发送端和接收端之间明确的地址，同时向在总线上的各类型的接收端发送消息帧。CAN总线的消息帧结构如图3所示。在帧起始处都会有11位的标识符(或19位扩展)，用来标记消息帧。

当发现总线空闲时，如果存在有2个或更多的总线单元需要进行CAN通信时，可利用CSMA／CD以及“非破坏性的逐位仲裁”方法来避免消息冲突。

2 系统硬件设计
系统总体硬件设计的目的是实现高效、可靠的车灯控制系统。该系统主要由总控制盒、前灯模块和后灯模块组成。总控制盒主要采集霍尔开关输出的信号，同时对信号进行编码处理，并将得出的数据发送到CAN总线上，以供各个分节点识别接收。前灯模块和后灯模块根据用户定义的标识符选择接收CAN总线上传输的数据，对接收到的数据进行分解处理，然后对相应的驱动设备发送控制信号，实现对车灯的控制。
2．1 总控制盒设计
本设计总控制盒包括以下几个部分：核心控制器、组合开关输入、仪表指示灯输出、电源稳压电路和CAN控制驱动电路。系统总体框图如图4所示。

核心控制器采用飞恩卡尔8位单片机MC9S08DZ60，其提供了内嵌的CAN控制器，使得系统的设计大大简化，同时也提高了系统可靠性和抗干扰性。MC9S08DZ60主要负责采集开关量信号，同时进行处理，对不同的开关信号可由用户自定义的地址进行赋值，最后将数据通过CAN控制器发送到总线上。
组合开关输入部分主要包含车灯组合霍尔开关以及各个开关量的输入接口电路。其中霍尔开关用于提供开关量控制信号，AH11系列是单磁极工作的霍尔开关，适合于矩形或者柱形磁体下工作。当磁钢靠近霍尔开关时，磁感应强度增大到其工作点时，输出低电平；反之，当磁感应强度减小到释放点时，输出高电平。这种开关形式类似于晶体管集电极的开路。接入电路时应将霍尔开关的输入端上拉至5 V，再直接接到控制器的端口。
至于CAN通信电路，由于MC9S08DZ60内嵌CAN控制模块，本系统中只需外接CAN收发器TJA1050即可，TJA1050是一款高速CAN收发器，与以往CAN通信系统中采用的PCA82C250／251引脚相兼容，TJA1050还提供不上电环境下理想的无源特性。核心控制器的TXCAN和RXCAN分别与收发器的TXD和RXD连接，同时在CANH和CANL之问接入TDKZJS-2，能够很好的保护CAN总线通信免受电磁干扰，并且又不影响总线的正常通信。总控制盒电路图如图5所示。

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关键词： 车灯控制 CAN总线 MC9S08DZ60 霍尔元件