基于DSP的高低速CAN总线汽车控制系统设计

1、基于dsp的高低速can总线汽车控制系统设计随着现代汽车性能的不断提升，新的控制功能不断增强，如中心门锁、灯光控制、玻璃升降、后视镜调整、天窗控制、座椅调整和点火延时控制等。传统的控制系统多采纳和自立模式控制，使得车内线束过多且布线复杂，从而造成了严峻的电磁干扰，导致系统的牢靠性下降。目前，无数汽车采纳can将囫囵汽车控制系统联系起来统一管理，实现数据分享和互相之间协同工作，使车内线束布线便利牢靠，提高了汽车整体的平安性和性价比，增加了自身的竞争力。而各个控制单元对系统的响应时光要求不一样，如防抱死制动系统（abs）、驱动防滑系统（asr）、电控行驶平稳系统（esp）、平安气囊（srs）等对系

2、统实时性要求较高；照明控制、空调控制等对系统的响应时光要求则相对较低。因为计算机控制单元越来越多，采纳单网络负荷越来越重，通过以作为系统主控制器并兼作网关（对can总线间待传数据信息作智能化处理，确保惟独某类特定的信息才干在网络间传输），对实时性要求较高的控制单元采纳高速can网络传输，对实时性要求相对较低的控制单元采纳低速can网络传输，不仅可以提高系统抗电磁干扰性，而且还可以简化传输线束，提高传输牢靠性。1. 基于dsp的汽车计算机控制系统1.1 tms320lf2407a功能简介选用ti公司的16位定点dsp tms320lf2407a作为主控制器并兼作网关。该型dsp系统时钟可达40m

3、，运算速度为40, 片内有高达32k字flash程序存储器，高达1.5k字的数据/程序ram以及2k字的saram和544字的daram，内嵌16通道10位的a/d转换器、spi/sci/can2.0b模块以及定时器模块，资源丰盛，接口便利，特殊适合于象汽车计算机控制等实时性和牢靠性要求很高、电磁干扰严峻的场合。1.2 系统实现汽车计算机控制系统已经广泛涉及到动力、平安、环保、节能、舒服等诸多方面，各种控制系统的电控单元（ecu）互相紧密联系，需要举行大量数据的实时通信，而且为了满足各子系统的实时性要求必需对汽车公共数据举行分享。因此在构建can总线控制系统中，总是希翼can通信控制网络具有较

4、高的波特率和牢靠性。但若整辆汽车的全部节点都挂在一个can网络上，众多节点通过一条can总线举行数据通信，就很简单浮现总线负载过大，导致系统实时响应速率下降。因而在对汽车各节点的实时性举行分析后，设计了基于tms320lf2407a的凹凸速can通信网络，将实时性要求较高的节点组成高速can通信网络，将实时性要求相对较低的节点组成低速can通信网络，并架设网关将这两种速率不同的can通信网络衔接起来，实现所有节点之间的数据分享。整辆汽车的通信网络拓扑结构1所示。图1中的发动机控制、变速箱控制、abs/asr/esp控制和srs控制是现代汽车动作的核心部件，对时光响应要求严格，因而在本设计中采纳

5、传输速率为500kbps的高速can通信网络；空调管理、仪表管理、照明管理和姿势管理（如玻璃升降、后视镜调整、天窗控制、座椅调整和雨刷管理等）的实时性要求相对较低，采纳速率为125kbps的低速can 通信网络，主控制器跨接高、低速两条总线，与各节点举行数据交换，兼起网关的作用。1.3 控制系统的电控单元与can总线接口设计按照系统设计要求，采纳tms320lf2407a作为主控制器，汽车计算机控制系统的电控单元与can总线衔接方式2所示。通过tms320lf2407a内嵌的can控制器可以很便利的实现物理层和数据链路层的功能。canh和canl是can总线的两条差分接收/发送复用线路，它们的

6、端点各接一个120的总线匹配。当有节点占有can总线时，该节点的发送端（电平为3.5v）接canh，接收端（电平为1.5v）接canl；当无节点占有can总线时，canh和canl上的电平均为2.5v。在tms320lf2407a和总线pca82c250之间采纳高速光电隔离器6n137，可有效防止干扰信号通过pca82c250传入主控制器；同时对囫囵系统还举行了金属屏蔽，传输线采纳屏蔽双绞线，以削减电磁干扰。2. 硬件接口设计can通信网络接口由tms320lf2407a的can控制器、can总线收发器pca82c250以及光电隔离器6n137组成。can节点通信接口的硬件设计电路3所示。为了

7、便于调试和演示，节点模块都包括can接口、rs232接口和液晶。在调试过程中，液晶显示器用来将本地数据和通过can总线接收的数据直观地显示出来，rs232接口在需要的状况下可用来与pc机建立通信。总线数据信号通过高速光电隔离器6n137隔离，pca82c250是can控制器和物理层之间的接口，可以提供对总线数据的差分接收和发送能力，具有在汽车环境下抗眨眼干扰、庇护总线的能力。本系统软件由系统主程序和凹凸速can网络单元软件组成，软件流程4和5所示。高速can通信网络负责对实时性要求较高的控制单元动作的采集、处理和传送，一旦系统检测到有动作信号，将开放中断，调用相应的中断子程序，经dsp处理后通过高速can网络传送到相应控制单元的ecu，由控制单元ecu对控制对象举行控制。假如没有检测到高速can网络忙，就检测低速can网络，在没有高速can网络中断的前提下调用相应的子程序响应相应的动作。低速can网络单元软件流程与低速can网络单元类似，主要区分是低速can网络单元采纳查询方式，数据广播用于实现控制系统中的数据分享。4. 结论can 总线作为一种牢靠的汽车计算机网络总线已在许多先进汽车上得到应用,使得各汽车计算机控制单元能够通过can 总线分享全部信息和资源,达到简化布线、削减数量、避开控制功能重复、提高系统牢靠性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统的目的。本设计采