摘  要： 主要介紹了基于CAN總線的智能車的設計,，詳細描述了基于SST89E564RD微處理器的采集節(jié)點以及基于TMS320F2812 DSP的控制節(jié)點，并給出了整個系統(tǒng)的軟硬件設計及實現(xiàn)結果,。
關鍵詞： CAN總線,；SST89E564RD,；TMS320F2812,；智能車

　控制器局域網(wǎng)絡CAN（Controller Area Network）是德國BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多電子設備之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它具有高可靠性和良好的錯誤檢測能力,。汽車上主要有高速（500 kb/s）和低速（125 kb/s）兩種CAN總線,，這兩種總線通過網(wǎng)關連接，實現(xiàn)兩個局域網(wǎng)間的數(shù)據(jù)共享,。
　目前,，隨著對系統(tǒng)復雜化、精細化的要求越來越高，傳統(tǒng)的集中控制從實時性和可靠性上越來越不能滿足要求,，分布控制逐漸得到了廣泛應用,。分布控制就是系統(tǒng)由一個主控制器和若干個分控制器組成，分控制器分別處理一部分系統(tǒng)功能,，以并行或串行的方式與主控制器進行數(shù)據(jù)和信息的交互,。
1 系統(tǒng)的總體設計
　本設計主要完成了智能車在預先鋪貼的道路上行駛。整個系統(tǒng)硬件組成框圖如圖1所示,，包括采集節(jié)點和控制節(jié)點,，它們之間通過CAN總線完成數(shù)據(jù)的交互。采集節(jié)點通過傳感器采集道路信息,，經(jīng)過信號調(diào)理電路傳送到微控制器,，微控制器對信息進行處理后把數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上?？刂乒?jié)點讀取總線上的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成控制命令,，控制執(zhí)行機構以確保智能車不偏離道路并且保持較高的速度。

2 節(jié)點的硬件接口設計
2.1 采集節(jié)點SST89E564RD與CAN總線接口
　SST89E564RD自身不具有CAN模塊,，因此擴展了CAN總線控制器,，通過CAN總線收發(fā)器接入總線。本設計采用的CAN控制器是SJA1000,，其兼容CAN2.0B協(xié)議,，通過單片機對其進行初始化，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務,。收發(fā)器選用PCA82C250,，它是一種應用廣泛的CAN控制器與物理總線間的接口芯片，能夠?qū)偩€的信息進行差動發(fā)送和接收,。為了進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力,，在PCA82C250和SJA1000之間用高速光耦6N137進行隔離，以降低由于不同節(jié)點的高共模電壓引起的串擾甚至對器件的損壞,，提高系統(tǒng)的可靠性,，其通信速率高達10 Mb/s，完全能滿足CAN總線需要,。SST89E564RD與CAN總線的硬件接口如圖2所示,。

3 CAN節(jié)點軟件設計
3.1 CAN總線通信數(shù)據(jù)格式
　CAN協(xié)議通信格式中有數(shù)據(jù)幀、遠程幀,、出錯幀和超載幀4種幀格式,。其中，數(shù)據(jù)幀和遠程幀的發(fā)送需要在CPU控制下進行,，而出錯幀和超載幀的發(fā)送則是在錯誤發(fā)生和超載發(fā)生時自動進行的,。一個有效的CAN的數(shù)據(jù)幀由起始幀,、仲裁域、控制域,、數(shù)據(jù)域,、應答域和結束幀組成。一幀信息除仲裁域,、控制域和數(shù)據(jù)域外,，其他信息都是CAN控制器發(fā)送數(shù)據(jù)時自動加上去的，而仲裁域,、控制域和數(shù)據(jù)域則必須由CPU給出,。TMS320F2812的CAN控制器支持標準格式和擴展格式兩種不同的幀格式，本設計采用標準格式,。標識符作為報文的名稱,，在仲裁過程期間，它首先被發(fā)送到總線,，在接收器的驗收判斷中和仲裁過程確定訪問優(yōu)先權中都要用到,。遠程發(fā)送請求位RTR決定發(fā)送的是遠程幀還是數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)長度碼DLC用來確定每幀發(fā)送幾個字節(jié)的數(shù)據(jù),，最多8 B,。SJA1000可以工作在標準CAN模式和增強型CAN模式兩種模式。標準CAN模式提供11 bit標識符的識別,，而增強型CAN模式支持29 bit標識符識別,。本設計選擇SJA1000工作在標準CAN模式，與DSP的CAN模塊選擇的數(shù)據(jù)格式相吻合,。
3.2 SST89E564RD軟件設計
　SST89E564RD軟件的設計是在KeilC下完成的,，主要由初始化模塊、采集模塊和通信模塊組成,。
?。?）初始化模塊。單片機在SJA1000的復位模式下完成對CAN控制器的初始化,，向其控制寄存器寫入控制字,，確定CAN控制器的工作方式。
?。?）采集模塊,。攝像頭傳感器采集到的信息經(jīng)信號調(diào)理電路處理后傳輸?shù)絾纹瑱C，單片機采用圖像濾波算法對所有信息進行預處理,。
?。?）通信模塊。把采集模塊處理完的信息通過CAN總線與其他節(jié)點進行信息交互,。
3.3 TMS320F2812軟件設計
　TMS320F2812的eCAN模塊主要由CAN協(xié)議內(nèi)核和消息控制器構成,。協(xié)議內(nèi)核主要完成消息解碼并向接收緩沖器發(fā)送解碼后的消息，同時根據(jù)CAN協(xié)議向總線發(fā)送消息,，消息控制器決定對接收到的消息的取舍,。TMS320F2812軟件主要由初始化模塊、通信模塊和驅(qū)動模塊組成,。
?。?）初始化模塊。其完成對CAN控制層中的寄存器進行初始化,，包括時鐘使能,、引腳定義、波特率的設定和收發(fā)郵箱的配置等,。初始化模塊流程圖如圖4所示,。

　（2）通信模塊,。它包括報文發(fā)送模塊,、報文接收模塊和CAN出錯管理模塊。
?。?）驅(qū)動模塊,。它包括轉(zhuǎn)向控制模塊和速度控制模塊。由于智能車處于彎道和直道的轉(zhuǎn)向模型不同,，本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向控制模塊中采用了分段比例控制算法,，而對智能車速度的調(diào)整既要快速又要準確，還不能頻繁波動,，本系統(tǒng)在速度控制模塊中采用了PID控制算法,。
　系統(tǒng)采用SST89E564RD微處理器實時采集道路信息，采用TMS320F2812進行數(shù)據(jù)的綜合處理,，輸出相應命令給執(zhí)行機構,，所有數(shù)據(jù)通過CAN總線交互，方便功能拓展,。通過模擬測試和大量環(huán)境試驗,，以及對記錄、實時檢測,、數(shù)據(jù)分析的整理,，該智能車目前運行可靠。后續(xù)將增添無線模塊節(jié)點,，為該智能車添加遙控功能,。
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