基于CAN总线纯电动车主控制器节点设计及协议实现

论文摘要

在纯电动车中,主控制器是整个控制系统的核心,在整车控制系统中发挥着控制全局的作用。主控制器节点又是主控制器的核心部件,它是负责主控制器与其他控制单元之间信息传递的执行器件,它的性能直接影响了整个控制系统的控制效果。因此,开发出功能完备的纯电动车主控制器节点是整车控制系统产品化过程中必不可少的工作任务。同时纯电动车中,各节点通信采用的CAN通信网络,为了实现各节点之间的顺利通信,还需要完成纯电动车通信协议的设计。本论文围绕主控制器节点与纯电动车协议设计展开研究工作。以纯电动车主控制器节点为研究对象,在进行了大量的分析与研究之后,完成了基于CAN总线的纯电动车主控制器节点的硬件设计,并根据硬件设计完成了相匹配的软件设计工作。以SAE J1939协议为基础,提出了纯电动车通信协议的设计方法,设计了纯电动车的通信协议,并利用CANoe软件进行协议仿真,验证了所设计协议的合理性。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 纯电动车发展现状
• 1.2 课题来源与研究意义
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 CAN 总线技术与纯电动车主控制器简介
• 2.1 CAN 总线
• 2.1.1 CAN 总线特点
• 2.1.2 CAN 总线相关概念
• 2.1.3 CAN 总线分层结构
• 2.1.4 CAN 总线帧类型
• 2.1.5 CAN 总线通信原理与通信流程
• 2.2 纯电动车主控制器
• 2.2.1 纯电动车主控制器主要功能
• 2.2.2 纯电动车主控制器主要收发信号
• 2.2.3 纯电动车主控制器工作原理
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于CAN 总线主控制器节点硬件设计
• 3.1 CAN 总线主控制器节点总体设计
• 3.2 主控制器节点硬件选型
• 3.2.1 P89C669FA 介绍
• 3.2.2 CAN 控制器SJA1000
• 3.2.3 CAN 收发器TJA1050
• 3.3 主控制器节点电路设计
• 3.4 微控制器外围电路设计
• 3.4.1 时钟电路
• 3.4.2 复位电路
• 3.5 主控制器节点扩展电路设计
• 3.5.1 电源模块设计
• 3.5.2 模拟量输入模块设计
• 3.5.3 开关量输入模块设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于CAN 总线主控制器节点软件设计
• 4.1 SJA1000 初始化子程序
• 4.2 报文发送子程序
• 4.3 报文接收子程序
• 4.4 中断子程序
• 4.5 扩展电路应用程序
• 4.5.1 A/D 转换芯片PCF8591A/D 转换程序
• 4.5.2 开关检测接口芯片MC33993 开关量输入程序
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于CAN 总线纯电动车协议设计
• 5.1 SAE J1939 协议
• 5.2 物理层协议
• 5.2.1 电气特性
• 5.2.2 位电平
• 5.2.3 位同步
• 5.2.4 CAN 总线标准接口
• 5.3 数据链路层协议
• 5.3.1 SAE J1939 的帧格式
• 5.3.2 SAE J1939 消息类型
• 5.4 应用层协议
• 5.4.1 参量的定义规则
• 5.4.2 参数组的定义规则
• 5.5 纯电动车通信协议设计
• 5.5.1 优先权（P）定义
• 5.5.2 源地址（SA）定义
• 5.5.3 参数组定义
• 5.5.4 数据场（Date）编码设计
• 5.6 本章小结
• 第6章 纯电动车CAN 通信协议仿真
• 6.1 CANoe 概述
• 6.2 协议仿真过程
• 6.2.1 建立数据库
• 6.2.2 建立仿真模型
• 6.2.3 实现节点通信
• 6.3 协议仿真结果分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract