基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计

1、毕业答辩 题 目:基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计 专 业：汽车服务工程 答 辩 人：付恒 指导老师: 丁小可论文结构 第一章 现场总线 第二章 CAN总线 第三章 系统硬件设计 第四章 采集软件设计 第五章 结语 致谢研究目的意义 随着汽车工业的发展、普及，方便了人们的日常生活，同时也给交通管理带来了许多问题。交通事故已成为“世界第一害”，而中国是世界上交通事故死亡人数最多的国家之一。据统计，近十余年来，我国每年因车祸平均死亡人数均超过10万人。据分析，其中以超速为违章重点。在客观上需要一种能实时记录汽车行驶速度的信息采集系统，以防止驾驶员超速行驶，从而有效防止交通事故的发生。论文

2、主要研究内容 本设计主要以单片机AT89C2051为核心器件，由磁电式转速传感器采集得到微弱的轮速脉冲信号，经过信号放大电路的放大整形处理，传送到单片机，再通过单片机的计算和控制，即可得到汽车车轮转速的信息，从而实现汽车速度信息的采集。之所以在那么多现场总线标准中选择CAN总线作为本系统的传输协议，是因为在本系统中，CAN总线有着其他几种现场总线所无法比拟的特性现场总线 现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。是一种应用于生产现场设备之间，现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通讯的技术。这是由IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信部分国际标准化

3、工作的SC65/WG6定义的。它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通讯网络。总的来说，现场总线不单单是用数字仪表代替模拟仪表，也不仅仅是一种通信技术，而是采用新一代的现场总线控制系统FCS代替传统的集散控制系统，来实现通信网络与控制系统的集成。作为当今自动化领域发展热点之一的现场总线，同时也享有“自动化领域计算机局域网”的美称。该项技术已受到世界范围的关注，同时有专家预言，现场总线技术必将导致自动化系统结构和设备的深刻变革。CAN总线CAN总线，通常也称为控制器局域网络，是德国BOSCH公司在二十世纪八十年代开发的，用以解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发出来的一种串

4、行数据通信协议。出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间的通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，有多条总线构成的情况很多线束的数量也随之增加，为适应“减少线束数量”，通过多个LAN进行大量数据的高度通信的需要，1986年德国电器商BOSCH公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过IOS11898及IOS11519进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。系统硬件设计系统组成转速传感器信号处理芯片CAN总线芯片单片机LED显示转速传感器转速传感器的作用是对车轮转速进行测量，将非电量车轮转速转变为电量信号输出。常见

5、的转速传感器分为霍尔式和电磁式两种。本系统中采用电磁式转速传感器对车轮转速进行测量，其具有构造简单、刚性好、抗干扰性强等特点，电磁式转速传感器的测量原理如图所示AT89C2051单片机 AT89C2051单片机最早由美国ATMEL公司开发研制，具有高性能，低电压的优点。片内含2k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C2051提供了高性价比的解决方案。微处理器系统中由于

6、使用到的相关元器件较少，为降低系统功耗以及体积，系统中采用AT89C2051单片机作为系统中的主控芯片。LM324转换得到的方波信号与AT89C2051单片机的P3.4引脚连接，系统程序启动之后单片机内部启用计数功能对电磁传感器所测量输出的信号进行计数。典型的，设定计数周期为T，单位为ms，在T时间段内计算得到的方波脉冲数为n，则此时刻车轮的转动速度m的计算公式如下： M=6000n/(Tk) (k为齿轮转动一周的齿数)CAN总线数据发送 AT89C2051单片机测量计算得到车轮转速之后需要将此数据往外发送，但车载环境下干扰和振动严重，CAN总线数据通讯是近年来在汽车行业上得到了速速发展的一种

7、数据传输方式，具有传输速度快、网内节点多、多点广播式发送接收、抗干扰性强、布线简单的特点。系统中采用SJA1000作为CAN总线数据通讯芯片，与AT89C2051单片机连接，同时采用89C2051作为CAN总线收发芯片，工作原理示意图如图所示。结语 本论文结合计算机领域的发展趋势和自动化领域的发展趋势的热点之现场总线技术，选用了其中最有影响的一种CAN总线技术作为数据通讯的技术基础，开发研究了基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计。 虽然论文已完成，但是整个论文写作的过程仍让我回味无穷，同时论文中还存在很多缺陷和不足，望评审老师多加批评指正。致谢 历经两个月的时间，我的论文终于如期完成了。回忆整个论文写作的过程，感慨颇多，毕业论文是我四年学习成果的结晶，其中不乏我的心血，更有老师的谆谆教导，在此，我诚挚的对丁老师说一声：老师，您辛苦了! 此外，感谢所有的任课教