電動(dòng)汽車(chē)電源管理通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)(2)

　　4，基于CAN 總線的各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和通信流程

　　CAN 總線節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)一般分為兩類(lèi)：一類(lèi)采用CAN適配卡與PC機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與CAN總線的通訊；另一類(lèi)則是由單片機(jī)、CAN控制器及CAN驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，作為一類(lèi)節(jié)點(diǎn)與CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在本文設(shè)計(jì)的能源管控系統(tǒng)中，上位主控節(jié)點(diǎn)采用了第一類(lèi)CAN總線節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，各個(gè)關(guān)鍵監(jiān)測(cè)/控制系統(tǒng)采用了第二類(lèi)CAN 總線節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的連接方式如圖2 所示。在總線的兩端配置了兩個(gè)120Ω的電阻，其作用是總線匹配阻抗，可以增加總線傳輸?shù)姆€(wěn)定性和抗干擾能力，減少數(shù)據(jù)傳輸中的出錯(cuò)率。

　　對(duì)于各個(gè)下位監(jiān)控節(jié)點(diǎn)而言，通?？刹捎?1 系列單片機(jī)作為該節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)信號(hào)初級(jí)處理中心裝置，而用SJA1000 來(lái)做C A N 控制器，PCA82C250 則是一種常用的CAN 收發(fā)器和物理總線的接口，主要可以提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送能力和對(duì)CAN 控制器的差動(dòng)接受能力。采用上述三種元器件構(gòu)成的一個(gè)下位監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的電路圖形如圖3 所示。

　　CAN 總線的三層結(jié)構(gòu)模型為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能由SJA1000 完成。SJA1000 在上電硬件復(fù)位之后，必須對(duì)其進(jìn)行軟件初始化之后才可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，其主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)總線的速率、驗(yàn)收屏蔽碼、輸出引腳驅(qū)動(dòng)方式、總線模式及時(shí)鐘分頻進(jìn)行定義。整個(gè)能源管控系統(tǒng)通信過(guò)程中，各控制器按規(guī)定格式和周期發(fā)送數(shù)據(jù)（車(chē)速、蓄電池電壓、電流和行駛阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等）到總線上，同時(shí)也要接收其它控制器的信息?？偩€上其它控制器根據(jù)需要各取所需的報(bào)文。對(duì)于接收數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用中斷的方式實(shí)現(xiàn)，一旦中斷發(fā)生，即將接收的數(shù)據(jù)自動(dòng)裝載到相應(yīng)的報(bào)文寄存器中。此時(shí)還可采用屏蔽濾波方式，利用屏蔽濾波寄存器對(duì)接收?qǐng)?bào)文的標(biāo)識(shí)符和預(yù)先在接收緩沖器初始化時(shí)設(shè)定的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行有選擇地逐位比較，只有標(biāo)識(shí)符匹配的報(bào)文才能進(jìn)入接收緩沖器，那些不符合要求的報(bào)文將被屏蔽于接收緩沖器外， 從而減輕CPU 處理報(bào)文的負(fù)擔(dān)。上位機(jī)利用中斷方式接收相關(guān)數(shù)據(jù)的流程如圖4 所示。

　　5，結(jié)束語(yǔ)

　　CAN 總線作為一種可靠的汽車(chē)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總線已開(kāi)始在汽車(chē)上得到應(yīng)用，使得各汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制單元能夠通過(guò)CAN 總線共享所有的信息和資源，達(dá)到簡(jiǎn)化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個(gè)控制系統(tǒng)的目的。本文所設(shè)計(jì)的基于CAN 總線的電動(dòng)汽車(chē)能源管控系統(tǒng)通信方案，基本能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率的目的，并且技術(shù)相對(duì)比較成熟，具有高度靈活性、簡(jiǎn)單的擴(kuò)展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯(cuò)誤能力，對(duì)于提高汽車(chē)的動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性、安全性都有重要意義。