基于CAN总线的电动车控制系统设计方案

1、随着现代汽车的迅速发展，汽车电子设备增加，传统的接线方式不能满足汽车更复杂的操纵系统要求，汽车控制LANcan男低音应运而生，它是在汽车电子操纵系统中应广泛发挥的唯一成为国际标准的汽车LAN。由于当前环境污染和能源危机问题日益严重，电动汽车的发展开始受到各国的高度重视，已成为未来汽车发展的主流方向。 电动汽车主要有驱动操纵系统、蓄电池电源、整车电子操纵系统三大关键技术。 整车电子操纵系统应符合纯电动乘用车的设置修订理念，做到节能、简单、可靠。 在目前的电池技术水平上，解决两项重要技术，有助于电动汽车在中国的首次市场化，其经济意义是毋庸赘言的。 电动汽车的动力系统结构复杂多样，零配件类型多。 先

2、进高效的操纵系统结构能满足电动汽车各动力系统之间数据交换简单快捷、可靠、抗干扰能力强、实时性好、系统误检测和隔离能力强等要求。本文修订了基于CAN男低音的电动汽车整车电子操纵系统。 本系统采用短信息帧报文结构，数据传输时间短，具有较强的抗干扰作用性，具有高效无损男低音仲裁、错误检测和故障自动关机等优点。一个操纵系统整体的构成电动操纵系统由电池管理、充电马达、电滚子、整车控制等模块构成。 图1中示出了该系统的总体配置。从图1可以看到，CAN通讯网络有四个通讯节点。 整车控制支重轮接收BMS、CCS、电机控制支重轮消息所提供的各种残奥仪表。 充电马达接收从BMS发送的控制信息，基于新闻报道数据的电

3、压电流设定进行动作的马达控制支重轮在接收从BMS发送的电池状态信息设定进行动作的同时，马达控制支重轮接收从整车控制支重轮发送的控制信息，并基于消息数据的扭矩设定进行化学基动作2 CAN男低音节点的硬件电路设置修订CAN是控制局域网的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。 在现在的汽车业中，出于安全性、舒适性、便利性、低公害、低成本的要求，开发了各种各样的电子操纵系统。 由于对用于这些个的系统之间的通讯的数据类型和可靠性的要求不同，因此大多由多个男低音构成，与此相伴，线束的数量也增加。 为了满足“减少线束组装数量”、“通过多个局域网进行大量数据高速通讯”的需求，1986年德意志电器商博世公司开

4、发成功了面向汽车的CAN通讯协议。 之后，CAN在ISO11898和ISO11519中标准化，现在在欧洲成为汽车网络的标准连接协议。 目前，CAN的高性能和可靠性得到公认，广泛应用于产业自动化专业、船舶、医疗器械、产业器械等。 现场总线是当前自动化领域技术发展的无线热点之一，被称为自动化领域的计算机局结构域网。 这一出现为分散控制系统在每个节点之间实现实时、可靠的数据通讯提供了强大的技术保障。整车控制节点已基于STM32F103VE进行了设置。 ARMCortex TM-M3是一款高性能、低成本、低电功耗的32位色BISC处理器，以高达72 MHz的频率运行，具有512 KB的片上闪存、64

5、KB的RAM数据存储器，可实现高性能的电脑CPU网站数据库。 此标记小滚珠包括USB2.0全速(12 Mb/s )老虎钳、单向CAN2.0B通道、通用直接存储器访问控制小滚珠、16二进制位模数转换器和16二进制位模数转换器。 由于云同步具有4个16二进制位捕获/比较计时器和1个看门狗计时器，这使得ARM cortexTM-M3能够满足电动控制的需要，并降低系统硬件设置的复杂性。 STM32F103VE支持J-Link的实时模拟和蕾丝花边，内部搭载了支持1通道CAN20.B标准的CAN控制支重轮，CAN通讯模块的设定、修改变得容易。 整车控制节点的硬件电路图如图2所示，由标志控制支重轮STM32

6、F103VE、CAN男低音收发器82C250、两个高速光耦合部16N137等构成。STM32F103VE以单电源供电，时钟以8 MHz的外部水晶振动产生。 闪存的预计程仪编程通过J-Link预计程仪编程(IAR )实现。 STM32F103VE内部集成了一路CAN控制支重轮，简化了传统的外单片微型计算机CAN控制支重轮和CAN收发器的复杂外围电路。 收发器82C250是用于CAN控制晶体管和物理男低音之间的询问法的驱动接口，并且其能够提供到男低音的差分传输能力和到CAN控制器的差分接收能力，该信号传输速率高达1Mb/s秒，并与ISO11898标准兼容。 该斜率控制功能增加电磁兼容性，准备模式可

7、以减少网络的电功耗，其中，一旦检测到消息存在于男低音上，网络就被激活。 它为云同步提供了更强的抗扰度，包括热防护、短路保护和最多110个节点的通讯端口。在单片机和CAN男低音收发器之间，采用两个高速光耦合器6N137进行电隔离，防止将男低音干扰作用导入系统，提高了系统的可靠性。 另外，在节点端部连接有1个120 终端匹配电阻，提高了数据通讯的抗扰度。3 CAN通讯协议的设定修订按照ISO/OSI模型，CAN男低音限定了正在无线数据链路的媒体网站数据库子层和某些逻辑链路控制子层，而CAN的ISO标准限定了男低音和驱动器的电气特性。 因此，有必要根据自各儿的需要修改通讯协议。CAN连接协议标准2.

8、0B的数据信息帧的ID长度为29二进制位，如图3所示，是扩展格式的数据框架建筑。数据信息帧由以下段构成：信息帧开始段、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、以及信息帧结束。 连接协议的设定修订是标识符和数据二进制位的定义。本系统连接协议的设定修正参照了SAEJ1939连接协议标准，根据被分配为优先级(p )、预约二进制位(r )、数据页面(DP )、查询密码结构域(PF )、营销对象结构域(PS )、源地址(SA )、数据域的需要而修正5条消息整车控制支重轮的节点地址是OxA7 BMS节点的地址是OxE4； CCS节点的地址是OxE5； 电机控制支重轮节点的地址是OxE6。根据实际需要，

9、修订了从BMS到CCS和电机控制支重轮的2条留言，从CCS和电机控制支重轮到整车控制支重轮的2条留言，从整车控制支重轮到电机的5条留言。 根据信息的重要性水平，将电机控制支重轮和整车控制支重轮之间的信息修改为最高优先级3、其他信息优先级64 CAN男低音节点的软件设置修订系统采用基于习语言的预计程仪编程。 在IAB开发环境中进行调试和模拟。 整车控制节点的软件设置修订主要由CAN控制支重轮初始化、信息发送、信息接收和错误处理四部分组成。4.1 CAN控制支重轮的初始化在开始CAN通讯之前，需要进行硬件使能、CAN运作模式设定、男低音波特率设定、设定中断、验收过滤器设定等CAN模块的初始化。 以

10、CAN模块定径套的模式进行初始化动作。 初始化计程仪程序的程序流程图如图4所示。本设定修订采用29位扩展符号，符合CAN2.0B的标准，因此通过检查屏蔽过滤器的设定进行对应的设定。 此外，本设定修订的CAN波特率设定为250 Kb/s，与男低音上其他节点的波特率相同，能够正常通讯。4.2数据的发送对CAN数据的发送采用询问法方式，提高处理器效率，STM32F103VE的CAN模块有3个发送邮箱，发送消息的流程如下：应用选择空的发送邮箱，设定标识符、数据长度、发送数据当CAN男低音空闲时，发送邮箱中的新闻报道将立即发送，成功发送后，邮箱将为空。通过询问法CAN_TSR暂存器的TXOK二进制位来询

11、问法消息发送是否成功。 数据传输计程仪的程序流程图如图5所示。4.3数据的接收CAN消息的接收采用中断方式，提高了通讯的实时性。 接收到的消息的流程如图6所示，从CAN男低音发送消息，根据屏蔽过滤烟嘴中设定的标识符进行过滤，如果是接收到的消息，则CAN控制支重轮将男低音上的消息依次保存到接收FIFO中，进入接收中断，中断中接收FIFO中的如果不释放邮箱，则在男低音上重新发送邮件会直接复盖上一封邮件，邮件会丢失。 数据接收计程仪程序的流程如图6所示。4.4错误处理电动车的整车控制支重轮需要接收来自BMS、CCS和电动机控制支重轮3个节点的消息，如果未接收到超过1 s的例如BMS的消息，则通讯网络链接将超时，此时需要进行故障处理。 因此，如果在校正软件设置时对全局变量进行定义，对每个时间节点周期加1，并在接收BMS消息的中断期间将该变量清零，则可实现通讯超时检测。 在男低