基于CAN總線的發動機工況信息發送程序設計

賈奎

摘要：基于CAN總線的發動機工況信息發送程序的設計開發，有利于更實時準確地將發動機不同運行時刻的工作狀況進行監控，保證了傳感器與發動機的控制單元之間通信的可靠性。同時，CAN總線的使用能夠使得發動機各電子元件之間的線路分布更加簡潔明了，也降低了線路出現故障時的排查難度，無論是在設計端還是維修端都能夠大大提高效率，給各大汽車發動機生產制造商提供了技術上的支持。

關鍵詞：汽車發動機；數據采集；控制；CAN總線

引言

隨著汽車電子產業的發展進步，汽車發動機電子控制技術對通信控制提出了更高的要求，傳統的通信技術已不能滿足控制的需要[1]。在這樣的時代背景下，現場總線 （Fieldbus）技術應運而生，其在工作過程中既能保證便宜的成本，同時性能又非常優越可靠。正是憑借其得天獨厚的優勢，現場總線迅速在通信技術中脫穎而出，廣受各大企業的青睞。

本文設計開發的發動機工況信息發送程序整體框架并不大，只是通過編寫程序并利用相關測試軟件進行模擬，從而實現發動機工況信息的采集及發送工作。程序以CAN總線為基礎，旨在充分利用CAN總線在通信控制中的優勢，力求既能夠減少汽車電路中冗雜繁瑣的線束問題，又能夠進一步改進汽車控制方式，大大提高控制系統操作的便捷性。

1基于CAN總線的汽車發動機電控系統研究現狀[2][3]

1.1汽車發動機電控系統的發展與研究現狀

隨著我國大型民營汽車制造企業近年來通過對外收購國際汽車品牌進一步彰顯我國在汽車領域的發展實力，再加上國家在汽車領域相關政策的扶持，以及國內汽車市場的巨大發展潛力，我國的汽車發動機測控系統的研究開發面臨著前所未有的機遇。同時，由于國外相關企業及專利的壟斷打壓，以及汽車電子產業本身的高技術門檻，我國相關研究的進行也面臨著不小的挑戰。

1.2CAN 總線的發展歷程及應用現狀[4-6]

上世紀90年代，波許公司為適應新興市場的需求，通過不斷的研究與開發，最終將一種獨特的串行通信網絡呈現在大眾的視野中，就是后來掀起全球性總線改革的CAN（Controller Area Network，控制器局域網）。在今天的歐洲，我們會發現所有的大街小巷里幾乎都停放有新生產的轎車，而每一輛新生產的轎車都有一個相同的特點，那就是它們都配備有至少一個CAN總線。隨著CAN總線技術的進一步發展，已不僅僅局限于應用在轎車上，在其他工業控制領域如芬蘭Kone公司的電梯制造、荷蘭的Philips醫藥系統及瑞典的CAN紡織用戶集團中都有廣泛應用。

2程序設計整體思路

程序旨在將發動機上安裝的傳感器所采集的能夠表征發動機不同運行時刻的工況信息的信號發送給相關測試軟件進行數據收集與分析處理。除了利用主函數將最終的信號發送出去，程序也需要不同的函數模塊對信號進行處理并對總線傳輸的各種參數進行設定。程序中的主體內容及其功能大致包含：通過添加延時函數確保飛思卡爾MC9S12XS128MAA系列單片機[7]有足夠的反應時間，避免信號出錯；利用鎖相環（PLL）提高總線頻率，從而為單片機提供足夠的運行速度；用A/D轉換模塊對傳感器與單片機的接口進行定義并將傳感器傳輸的模擬量信號轉換成可識別的數字信號，然后通過USBCANII調試器端口[8]將信號發送到接收軟件進行數據接收處理。

3結論

基于CAN總線的發動機工況信息發送程序的設計開發，能夠把汽車測試與控制技術和故障診斷技術提高到新的層面，有利于更實時準確地將發動機不同運行時刻的工作狀況進行監控，保證了傳感器與發動機的控制單元之間通信的穩定性。而且CAN總線的使用能夠使得發動機各電子元件之間的線路分布更加簡潔明了，也降低了線路故障時的排查難度，無論是在設計端還是維修端都能夠大大提高效率，給各大汽車發動機生產制造商提供了技術上的支持。

參考文獻：

[1]馮淵.汽車電子控制技術[M].北京，機械工業出版社，2005.7：1-50.

[2]李雪松.基于CAN總線的汽車發動機電子測控系統的研究[D].南京，南京航空航天大學，2008：1-18.

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[4]羅峰，孫澤昌.汽車CAN總線系統原理、設計與應用[M].北京，電子工業出版社，2014：115-153.

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[6]張培仁.CAN總線設計及分布式控制[M].北京，清華大學出版社，2012：17-28.

[7]張陽，吳曄，滕勤等.MC9S12XS單片機原理及嵌入式系統開發[M].北京，電子工業出版社，2011：8-27.

[8]廣州周立功發展有限公司.CANmini并口CAN 接口卡用戶手冊[M].廣州，2003.11：3-7.