硬件設計 - 基于CAN總線的車載防盜與信息娛樂系統(tǒng)集成設計

　　2 硬件設計

　　系統(tǒng)的硬件設計主要包括兩部分，一個是中央控制單元硬件設計，另一個是CAN 網(wǎng)絡節(jié)點硬件設計。本系統(tǒng)微控制器選用基于Cortex？M3 內核的ARM 微控制器STM32F103X，具有低成本、低功耗等特點，為注重功耗和效率的系統(tǒng)提供了可行的設計方案。

　　2.1 中央控制單元硬件設計

　　中央控制部分主要包括微處理器STM32F103ZET6，通過SPI1 接口與微控制器連接的MP3 模塊，該模塊核心為VLSI 公司生產(chǎn)的VS1053，是一款高性能、低功耗的解碼芯片；通過SPI2 接口與微控制器連接的LCD 顯示模塊；通過SCCB 接口與微控制器連接的攝像頭模塊，該模塊核心為OV公司生產(chǎn)的OV7670，體積小、工作電壓低，提供單片VGA 攝像頭和影像處理器的所有功能；通過USART接口與微控制器連接的GSM/GPRS/GPS模塊，該模塊的核心為SIM公司生產(chǎn)的SIM900A，性能穩(wěn)定、外觀精巧、功耗低；STM32自帶bxCAN，即基本擴展CAN，它支持11 位的BasicCAN 模式及29 位的PeliCAN模式，通信速率高達1 Mb/s，支持時間觸發(fā)通信，具有3 個發(fā)送郵箱，3 級深度的2 個接收FIFO。CAN 收發(fā)器選用NXP 公司的TJA1050，它與“ISO 11898”標準完全兼容，高速度（最高可達1 Mb/s），極低的電磁輻射，沒有供電的節(jié)點不會對總線造成干擾，同時帶有寬共模范圍的差動接收器，抗電磁干擾能力極強，至少可以連接110個節(jié)點，非常適合本系統(tǒng)。中央控制部分的硬件連接圖如圖2所示。

　　圖2 中央控制部分硬件連接圖

　　2.2 CAN網(wǎng)絡節(jié)點硬件設計

　　CAN 網(wǎng)絡節(jié)點主要包括微處理器STM32F103C8T6，其片上資源及相關接口足以滿足這部分的功能需求，DCM 節(jié)點，油路節(jié)點，發(fā)電機節(jié)點。DCM 采用UN4001中控車鎖，12 V供電，具備360°轉頭，超強力度，防卡死等優(yōu)點，汽車被非法打開時，通過CAN總線發(fā)送報警信號至中央控制單元；系統(tǒng)中發(fā)電機與油路節(jié)點通過CAN 總線接收指令進行動作，設計時只需考慮CAN 信號發(fā)送問題，硬件環(huán)境則進行模擬，發(fā)電機采用130號直流電機，電機通過芯片L298N進行驅動，L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅動芯片，控制電壓直流為5 V，電機電壓范圍直流為3~46 V，具有過電壓和過電流保護，抗干擾能力強等優(yōu)點；油路節(jié)點利用蜂鳴器代替，由三極管構成蜂鳴器控制電路，通過PB0輸出端口的高低電平來改變蜂鳴器的狀態(tài)，從而模擬油路的開關。CAN網(wǎng)絡節(jié)點硬件連接圖如圖3所示。

　　圖3 CAN網(wǎng)絡節(jié)點硬件連接圖

　　2.3 硬件實物圖

　　根據(jù)上述介紹，最終完成的主要硬件圖如圖4所示。

　　圖4 硬件實物圖