開發了基於CAN匯流排的航空發動機分散式控制模擬系統。詳細介紹了系統中各部件的功能和硬體、軟體設計，並給出了系統通訊方案。下面是小編蒐集整理的相關內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
【摘要】通過對車載主動安全系統的研究，針對汽車等交通工具的嵌入式控制器區域網絡，提出了一種通過磁電感測器檢測發動機轉速系統的CAN匯流排設計方案。在簡單介紹該CAN匯流排網路三層結構設計的基礎上，詳細闡述了節點嵌入式微處理器電路、CAN匯流排電路及感測器訊號調理電路的設計，並提出了基於J1939協議的發動機轉速測量電路的軟體流程圖。該設計方案的提出，為車載主動安全的控制系統設計具有一定的參考價值。
【關鍵詞】CAN匯流排;J1939協議;嵌入式微處理器
引言
在對車載主動安全系統的研究中，為解決汽車控制系統中，數量眾多的電子裝置之間的通訊問題，減少電子裝置之間繁多的訊號線，通過單一而穩定的網路匯流排，將外圍器件掛接在該匯流排上，實現車載裝置和多控制系統之間的資料交換，各操作單元之間的協作，並對各單元不斷變化狀態實時控制。在眾多的CAN匯流排協議中，J1939協議主要應用在以CAN為基礎的汽車等交通工具的嵌入式網路中。由於J1939網路是專門用途的通訊系統，而不需要通用化，因此，基於J1939協議電控系統(ECU)的開發只須按照物理層搭建、資料鏈路層配置、應用層設計即可。
一、總體設計
1.1物理層搭建
物理層實現網路中電控單元的電連線，物理介質為遮蔽雙絞線，雙絞線終端電阻應為120歐姆，從而防止資料線上端被返回，影響資料的傳輸，同時電流能夠對稱驅動。
1.2資料鏈路層配置
資料鏈路層為物理連線提供可靠的資料傳輸，J1939協議資料鏈路層配置就是對協議資料單元的配置，PDU的7個域的資訊應由應用層提供。PDU將被封裝在一個或多個CAN資料幀中，並通過物理介質傳輸到其他網路裝置。如果某特定引數組傳輸9位元組或更多的位元組，則將使用傳輸協議功能RTS/CTS,BAM。該協議功能是資料鏈路層的一部分，可再細分為訊息的.拆裝、重組以及連線管理兩個主要功能。
1.3應用層設計
J1939應用層包含訊號和報文兩個方面的設計。訊號描述使用可疑引數編號定義，可疑引數編號為19位，用於標識ECU相關的特定部件、元素或引數，可以描述部件名稱、引數名稱、訊號型別，著重描述引數組中的某個引數;而報文描述用PGN定義，包含引數組名稱、傳輸更新速率、資料長度、PDU和資料列表，主要描述整個引數組。他們之間相對於整體與區域性的關係。
二、硬體電路設計
發動機轉速測試系統主要由磁電感測器輸出的模擬訊號經調理處理後，轉變為脈衝訊號，經CAN匯流排傳送給主節點。基於J1939協議的發動機轉速測試硬體電路採用嵌入式晶片STM32F107作為節點微處理器;外部振盪器可選頻率範圍為3~25MHz，此處選用比較常用的8MHz晶振作為外部振盪器。由於STM32F107嵌入式晶片內部集成了BoschCAN控制器，該控制器符合CAN2.0B標準，與資料傳送和接收有關的所有協議處理均由該控制器完成，不需要STM32F107的干預，並可使用J1939協議實現網路通訊。但由於該控制器不提供物理層驅動，所以選用TJA1040T作為匯流排驅動，與STM32嵌入式晶片管腳CANTX與CANRX相連。TJA1040是控制器區域網CAN協議控制器和物理匯流排之間的介面。它主要應用在高速傳輸中，速度可達1Mbaud。TJA1040為匯流排提供差動的傳送功能，為CAN控制器提供差動的接收功能。在進行發動機轉速取樣過程中，須通過磁電感測器對輸出訊號進行調理。調理電路主要用於將磁電感測器輸出的正弦訊號調整為STM32能夠識別的外部計數脈衝，通過光隔離器TIL113將電訊號轉為光訊號，實現了訊號的隔離。在通過電壓比較器LM239轉換為脈衝訊號。
三、結束語
通過對發動機轉速測試系統的CAN匯流排物理層搭建及J1939應用層通訊協議的設計，有效地解決了發動機磁電感測器電路中的CAN匯流排網路的通訊問題，滿足了實際應用的需要，達到測試效果。