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基于CAN总线的EPS通信系统的研究。

时间:2024-07-17

简介现代汽车电子技术的发展使汽车越来越电子化。

尽管电子控制系统提高了汽车的功率和经济性,但随之而来的复杂电路的增加将不可避免地导致车身庞大而复杂的接线。

因此,提高控制单元之间通信的可靠性,实时性和安全性已经成为亟待解决的问题。

以研发和生产汽车电子产品而闻名的德国博世公司开发了CAN总线协议并使其成为国际标准。

电动助力转向系统(E1ectric Power Steering System,EPS)是一种可根据驾驶员的意图和车辆的运行状况进行辅助的转向系统。

EPS控制过程是转向助力系统的综合控制过程,因此EPS电子控制单元与汽车中其他电子控制单元之间的通信和协调控制非常重要。

将CAN总线技术引入EPS系统后,EPS电子控制单元便可以与其他车载电子控制单元进行通信,从而实现数据共享并协调EPS与其他系统的控制。

1 CAN总线简介CAN是一个控制器局域网。

它是博世开发的一种现场总线通信结构,用于解决现代汽车中的许多控制和数据交换问题。

最大速率可以达到1 Mbps(40 m以内)。

工作方式。

与普通通信总线相比,CAN总线数据通信具有出色的可靠性,实时性能和灵活性,并且是当前使用最广泛的汽车网络。

CAN总线具有以下特点:①硬件连接简单,性价比高。

②具有快速响应能力,非常适合要求实时性高的应用。

③可靠性高。

CAN总线的纠错能力非常强,协议中的每一帧数据都使用CRC和其他校验措施,数据错误率极低。

如果一个节点有严重错误,它可以自动离开总线,并且总线上其他节点的操作也不会受到影响。

2系统硬件设计2.1 LPC2129简介LPC2129微控制器是NXP的32位微控制器之一。

其内部基本结构包括:中央处理器(CPU),两个16C550工业标准UART,高速I2C接口(400 kHz),2个SPI接口,8通道输入捕获/输出比较计时器,1个8通道脉冲宽度调制模块和46个独立的数字I / O端口,此外还有256KB的Flash ROM,16KB的片上RAM。

CAN功能块包括2个与CAN2.0B协议兼容的CAN控制器。

这些丰富的内部资源和外部接口可以满足ECU(电子控制单元)进行各种数据处理以及CAN网络数据发送和接收的要求。

该芯片集成了2个CAN模块,可以实现高速和低速CAN网络的网关节点功能。

CAN模块遵循CAN2.0B协议,并集成了验收滤波器的CAN总线控制器的所有功能。

此外,它还使用高级缓冲区布局来提高实时性能并简化应用程序软件的设计。

2.2 CAN模块设计汽车的通讯系统由EPS控制系统,ABS系统,发动机系统,电动车窗系统,汽车照明控制系统等组成。

这些电子控制系统对整个控制系统中的实时响应有不同的要求。

另外,在汽车的实际操作中,许多节点之间需要大量的实时数据交换。

如果整辆车的所有节点都挂在CAN网络上,并且许多节点通过CAN总线进行通信,则一旦信息管理配置稍有不正确,则总线负载可能会太大,从而导致系统负担减少。

#39;实时响应速度。

这在实时系统中是不允许的,因此根据不同的要求,汽车网络可以分为两个速度级别:高速CAN网络和低速CAN网络。

ABS,EPS和其他节点电子控制单元很少,并且要求高实时性和稳定性,从而形成了具有500 kbps传输速率的高速CAN网络。

许多车身电动机和灯节点具有大量的电子控制单元,并且传输的数据也越来越复杂。

对准确性和稳定性的要求优于实时性,形成了传输速率为125 kbps的低速CAN网络。

对于不同速率的网络之间的通信,必须有相应的网关进行数据过滤和速率转换,以实现