文档介绍：电动汽车用CAN通信网络协议设计及实现
主要内容
CAN产生背景及基本概述
CAN总线系统构成
硬件设计
软件设计
预算
CAN产生背景
为了解决由汽车内部大量传感器、执行器等电子器件的应用所导致的线电动汽车用CAN通信网络协议设计及实现
主要内容
CAN产生背景及基本概述
CAN总线系统构成
硬件设计
软件设计
预算
CAN产生背景
为了解决由汽车内部大量传感器、执行器等电子器件的应用所导致的线束问题，及各个电子器件之间数据交换问题。德国***公司于20世纪80年代提出了CAN总线CAN总线。
CAN特点
具有通信速率高、可靠性好、抗干扰能力强、性价比较高等优点，目前不仅应用于汽车电子，还广泛应用于航空、轮船、工业控制、医疗器械以及建筑、自动化设备等诸多领域。
CAN分层结构
CAN主要分为数据链路层和物理层。我们主要完成的协议是数据链路层的协议
CAN报文的帧结构
仲裁场：标准帧的仲裁场由11位标识符(Identifier) RTR位(远程发送请求位)与组成。仲裁场最主要的作用通过标识符确定报文的优先权，为报文发送提供仲裁。
数据场(Date Field)：数据场由数据帧里需要发送的数据组成，数据长度可以为0~8个字节。
CAN总线拓扑构成
节点三
节点四
节点一
节点二
我们采用总线拓扑的结构，其网络实现比较容易，成本也比较低
本着器件通用和常用的原则，这里选用SJA1000与AT89C51芯片设计一种具有通用性的系统。AT89C51具有64KB的寻址空间，本身不带CAN控制器,所以要实现与CAN总线之间的通信需外加CAN控制器和CAN驱动器。在本设计中采用SJAl000型CAN总线通信控制器和PCA82C251型总线驱动器。为了增强节点抗干扰能力， CAN控制器和CAN驱动器之间连接高速光耦器TLP113。为了实现AT89C51与PC机串行通信，用转换芯片MAX232用于TTL电平与RS232电平的相互转换，可以将接收的数据显示在PC上。
SJAl000的ADO-AD7连接到AT89C51的P0口，。，CPU片外存储器地址可选中SJA1000，CPU通过这些地址可对SJAl000执行相应的读/写操作。SJAl000的RD、WR、ALE分别与AT89C51的相应引脚相连，SJAl000的INT接AT89C51的INTl，AT89C51也可通过中断方式访问SJA1000。
SJA1000介绍
SJA1000是一种独立控制器，用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制（CAN）。它是PHILIPS半导体PCA82C200CAN控制器的替代产品。内部结构图如下图所示：
PCA82C251介绍
PCA82C251收发器，优点很多，例如：具有热保护，斜率控制、减少RFI ，待机模式电流低 ，对电磁干扰有高的抗干扰性，速度可达1M等，内部电路原理图如下：
TLP113光电耦合介绍
TLP113绝缘式线性光耦合器是高速光电耦合器，输入极性是直流电源、输出电流25mA、隔离电压2500Vrms、集电极开路，可有效增强CAN总线抗干扰能力。实物图如下图所示：
节点电路原理图
网络通信规则及实现
CAN总线为多主工作方式,网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息而不分主从，通信方式灵活。为禁止总线冲突，CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，根据需要将各个节点设定为不同的优先级，并以标识符ID标定，其值越小，优先级越高。总线的节点之间可以进行实时相互通信，当1个节点需要接收另1个节点的数据时，只需把其代码寄存器的内容设置成和另1节点的标识符一致即可。如果对于标识符和其代码寄存器的内容设置不一致，则节点所发的数据不予理会。
系统软件的设计思想是系统上电后首先对AT89C51和SJAl000进行初始化，以确定工作主频、波特率、输出特性等。其中任一智能节点可以利用查询方式通过SJAl000从CAN总线上获取所需的数据并把该数据传送到PC上显示，同时可以向总线上发送数据以供其他智能节点接收显示。
初始化程序流程图
节点的初始化主要是指系统上电后对微处理器和CAN控制器进行的初始化，以确定工作主频、波特率和输出特性等，这里只介绍下对SJA1000的初始化。首先要将工作方式置为复位模式，之后要设置验收滤波方式、验收屏蔽寄存器、验收代码寄存器、波特