基于CAN总线的EV电控系统通信的设计与开发

　　
　　1．3．1MC68376内嵌的TouCAN的基本特性
　　
　　TouCAN模块是MC68376内嵌的实现CAN通信协议的CAN控制器。其最高传输速度高达1Mbit／s，可同时支持CAN协议中的标准(11位)和扩展(29位)ID两种报文模式。TouCAN模块包含16个具有发送和接收功能的报文缓冲器。此外，它还具有报文过滤功能，用于对接收到的报文ID码和预先设定的接收缓冲区ID码进行比较，从而确定接收到的报文是否有效。
　　
　　图3为TouCAN的结构框图，其中CANTX和CANRX分别为发送和接收引脚。
　　
　　1．3．2MC68376CAN通信硬件接口的设计
　　
　　
　　
　　
　　图4是CAN节点硬件接口电路原理图，其中CAN+5V是CAN总线接口电路专用的电源，实现CAN总线电源与CPU电源的隔离，使CAN系统的电压波动不影响CPU的正常工作电压。6N137为光电耦合芯片，可实现电信号之间的电气隔离。
　　
　　PCA82C250用来提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力，完全与ISO11898标准兼容。在运动环境中，PCA82C250具有抗瞬变、射频和电磁干扰的性能，内部的限流电路在电路短路时具有对传送输出级进行保护的功能。
　　
　　图6
　　
　　1．3．3MC68376CAN通信软件的设计
　　
　　各控制器按规定格式和周期发送数据(车速、蓄电池电压、电流和温度等)到总线上，同时也要接收其它控制器的信息。总线上其它控制器根据需要各取所需的报文。对于接收数据，本系统采用中断的方式实现，一旦中断发生，即将接收的数据自动装载到相应的报文寄存器中。此时还可采用屏蔽滤波方式，利用屏蔽滤波寄存器对接收报文的标识符和预先在接收缓冲器初始化时设定的标识符进行有选择地逐位比较，只有标识符匹配的报文才能进入接收缓冲器，那些不符合要求的报文将被屏蔽于接收缓冲器外，从而减轻CPU处理报文的负担。并且不同数据放人不同的报文寄存器中，因此在接收中断服务程序中即可很容易地判断出中断是由哪个接收报文引起的。
　　
　　图5为基于MC68376的CAN通信程序流程图。
　　
　　图7
　　
　　2CAN通信在EV电控系统开发中的应用
　　
　　EV电控系统CAN通信建立了各控制器之间的通信网络，实现了各控制器之间以及与仪表盘的信息互通。通过开发的在线标定系统和监测系统，在PC机上可以实时监测各控制器的参数。图6和图7为利用CAN通信设计的镍氢电池实时监测系统获得的充放电特性曲线。CAN通信数据传输速率为500kbit／s，该系统实时地反映了镍氢电池充放电的特性。
　　
　　CAN总线作为一种可靠的汽车计算机网络总线已开始在先进的汽车上得到应用，使得各汽车计算机控制单元能够通过CAN总线共享所有的信息和资源，达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统的目的。这样使得汽车的动力性、操作稳定性、安全性都上升到新的高度。随着汽车电子技术的发展，具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和处理错误能力的CAN总线通信协议必将在汽车电控系统中得到更广泛的应用

《基于CAN总线的EV电控系统通信的设计与开发(第2页)》