基于can總線技術的電子控制系統(tǒng)單元在汽車網絡系統(tǒng)中的應用
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2.3 狀態(tài)量輸入模塊
狀態(tài)量輸入模塊主要是將一些人為操作的效果（如大燈開關、轉向燈開關）、車身狀態(tài)（如車門、窗的開關）及內部狀態(tài)信息（如油量、水溫）反饋給中心處理器。中心處理器對反饋信息進行分析處理,就可以準確判斷本車所處的狀況,并做出相應的操作。
外部狀態(tài)信息可以分為開關量和模擬量。通過一系列外圍電路（如整形防顫電路）,我們將開關量轉換成cpu可識別的0v和+5v高低電平。在模擬量處理上,先經過歸一化處理電路,將水溫、油量、氣壓、室溫的變化轉化為0v到5v之間電信號,然后通過lpc2119內嵌的4路10位ad轉換器轉換成相應的數(shù)字量。利用現(xiàn)有的can通信模塊將這些數(shù)字量傳輸?shù)今{駛員附近的電子控制系統(tǒng)單元,再經過d/a轉換器,反應在儀器儀表上。
3 電子控制系統(tǒng)單元軟件設計
對于lpc2119微處理器來說,can控制器完全是基于事件觸發(fā)的,即在本身狀態(tài)發(fā)生改變時,can控制器會將狀態(tài)變化的結果告訴微處理器。因此中心微處理器可以采用中斷的方式或者輪詢的方式對can控制器作出相應的處理。完整的can固件編程層次結構圖如圖3所示。
各電子控制系統(tǒng)單元按規(guī)定格式和周期發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上,同時根據(jù)需要各取所需的報文。對于接收數(shù)據(jù),本系統(tǒng)采用中斷的方式實現(xiàn),一旦中斷發(fā)生,即將接收的數(shù)據(jù)自動裝載到相應的報文寄存器中。此時利用屏蔽濾波寄存器對接收報文的標識符和預先在接收緩沖器初始化時設定的標識符進行有選擇地逐位比較,只有標識符匹配的報文才能進入接收緩沖器,那些不符合要求的報文將被屏蔽于接收緩沖器外,從而減輕cpu處理報文的負擔。各電子控制系統(tǒng)單元的應用層程序都不一樣,但是通信模塊的應用程序基本上一致,可分為can初始化、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)。
3.1 can初始化程序
can初始化程序主要用來實現(xiàn)can工作時的參數(shù)設置,其初始化主要內容包括：硬件使能can、設置can報警界限、設置總線波特率、設置中斷工作方式、設置can驗收濾波器的工作方式、設置can控制器的工作模式等。初始化流程圖如圖4所示。
3. 2 發(fā)送數(shù)據(jù)程序
對can模塊初始化成功后,就可以用它來傳送報文。節(jié)點向總線上發(fā)送報文的過程是：
lpc2119將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按can格式組成一幀報文,寫入can模塊發(fā)送緩沖區(qū),然后啟動發(fā)送命令,將報文發(fā)送到總線上。發(fā)送流程圖如圖5所示。
在使用發(fā)送函數(shù)時有一點必須注意,因為在啟動發(fā)送數(shù)據(jù)的命令后,can控制器要將緩沖區(qū)內的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,才會將該幀數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功的狀態(tài)返回。這樣如果在函數(shù)里一直等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢,會使整個微處理器的性能下降。為了避免這種情況,該函數(shù)在啟動發(fā)送后便立即返回,通過發(fā)送中斷或者利用查詢tcs狀態(tài)位判斷是否發(fā)送成功。
3.3 接收數(shù)據(jù)程序
本設計中,我們采用中斷的方式進行can總線上的數(shù)據(jù)接收。當lpc2119的can控制器出現(xiàn)內部中斷時,我們先識別中斷寄存器的ri位,判斷是否為接收中斷,然后讀取接收緩沖區(qū)的內容。其接收流程圖如圖6所示。
4 結論
實踐證明,基于can總線技術,帶arm7內核的汽車電子控制系統(tǒng)單元空間小,實效性高。特別是它的數(shù)據(jù)通信具有很強的實時性、更高的可靠性和更好的抗干擾能力,即使在重負荷下也不會出現(xiàn)網絡癱瘓的情況,但投入實用化仍需要進一步的研究和改進,且程序的通信處理能力、糾錯和容錯能力有待進一步的提高。
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