基于CAN总线技术的汽车数字仪表的研究

摘要

汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。传统的汽车仪表连接方式需要大量线束，这样的设计方案会增加布线的难度，线束之间也会存在相互的电磁干扰，从而导致系统可靠性能不高。随着总线技术的迅速发展和汽车上电子设备的增加，传统的汽车仪表受到巨大的挑战，取而代之的是基于CAN总线的数字汽车仪表。CAN总线能够很好地支持汽车设备之间的数据交互，其通信速率高、可靠性好、连接方便、通信协议简单和性价比高的众多优点使得CAN总线已成为汽车电子控制装置之间通信的标准总线，在汽车分布式控制系统得到广泛应用。
　　 本文基于CAN总线协议的原理，结合汽车仪表的有关特点，对CAN总线汽车仪表的相关技术进行了详细分析和研究，提出了基于CAN总线的汽车数字仪表硬件设计方案，该硬件系统以STC90C52作为核心控制器，SJA1000作为CAN总线控制器，PCA82C250作为CAN总线收发器，并配合有液晶显示屏进行数据显示。
　　 在系统软件架构上，本文提出了与硬件功能相匹配的模块化编程方式，将系统中各个功能模块化，功能模块之间的接口参数化，便于系统的开发和调试。
　　 本文还提出了用于对汽车数字仪表进行调试与验证的子系统以及两者交互的拓扑关系，这对系统前期的开发和后期的调试有极大的帮助；从性能优化的角度出发，本文详细分析研究了SJA1000中验收滤波器的工作原理，并对验收滤波器功能进行了仿真实现。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 CAN总线技术在汽车领域的应用现状以及发展趋势

1.3 本论文研究内容

第二章 CAN总线协议与实现

2.1 CAN总线协议概述

2.2 CAN协议层描述

2.3 CAN报文传输以及帧结构

2.3.1 数据帧

2.3.2 远程帧

2.3.3 错误帧

2.3.4 过载帧

2.3.5 帧间空间

2.4 CAN总线协议的实现

2.4.1 CAN总线控制器

2.4.2 CAN总线收发器

2.5 本章小结

第三章 硬件系统设计与实现

3.1 硬件系统总体设计

3.2 硬件系统详细设计与实现

3.2.1 微控制器与CAN控制器的硬件接口

3.2.2 CAN控制器与CAN收发器的硬件接口设计

3.2.3 液晶显示硬件接口设计

3.3 本章小结

第四章 软件系统设计与实现

4.1 软件系统的总体设计

4.2 软件系统的详细设计与实现

4.2.1 主控制模块的实现

4.2.2 CAN通讯模块的实现

4.2.3 显示模块的实现

4.2.4 软件系统可靠性增强实现

4.3 本章小结

第五章 系统的调试与验证

5.1 调试与验证系统的设计与实现

5.2 SJA1000中验收滤波器的功能实现

5.2.1 验收滤波器的工作原理

5.2.2 验收滤波器的功能实现

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

附录 验收滤波器verilog代码