基于CAN总线的发动机工况信息发送程序设计

贾奎

摘要：基于CAN总线的发动机工况信息发送程序的设计开发，有利于更实时准确地将发动机不同运行时刻的工作状况进行监控，保证了传感器与发动机的控制单元之间通信的可靠性。同时，CAN总线的使用能够使得发动机各电子元件之间的线路分布更加简洁明了，也降低了线路出现故障时的排查难度，无论是在设计端还是维修端都能够大大提高效率，给各大汽车发动机生产制造商提供了技术上的支持。

关键词：汽车发动机；数据采集；控制；CAN总线

引言

随着汽车电子产业的发展进步，汽车发动机电子控制技术对通信控制提出了更高的要求，传统的通信技术已不能满足控制的需要[1]。在这样的时代背景下，现场总线 （Fieldbus）技术应运而生，其在工作过程中既能保证便宜的成本，同时性能又非常优越可靠。正是凭借其得天独厚的优势，现场总线迅速在通信技术中脱颖而出，广受各大企业的青睐。

本文设计开发的发动机工况信息发送程序整体框架并不大，只是通过编写程序并利用相关测试软件进行模拟，从而实现发动机工况信息的采集及发送工作。程序以CAN总线为基础，旨在充分利用CAN总线在通信控制中的优势，力求既能够减少汽车电路中冗杂繁琐的线束问题，又能够进一步改进汽车控制方式，大大提高控制系统操作的便捷性。

1基于CAN总线的汽车发动机电控系统研究现状[2][3]

1.1汽车发动机电控系统的发展与研究现状

随着我国大型民营汽车制造企业近年来通过对外收购国际汽车品牌进一步彰显我国在汽车领域的发展实力，再加上国家在汽车领域相关政策的扶持，以及国内汽车市场的巨大发展潜力，我国的汽车发动机测控系统的研究开发面临着前所未有的机遇。同时，由于国外相关企业及专利的垄断打压，以及汽车电子产业本身的高技术门槛，我国相关研究的进行也面临着不小的挑战。

1.2CAN 总线的发展历程及应用现状[4-6]

上世纪90年代，波许公司为适应新兴市场的需求，通过不断的研究与开发，最终将一种独特的串行通信网络呈现在大众的视野中，就是后来掀起全球性总线改革的CAN（Controller Area Network，控制器局域网）。在今天的欧洲，我们会发现所有的大街小巷里几乎都停放有新生产的轿车，而每一辆新生产的轿车都有一个相同的特点，那就是它们都配备有至少一个CAN总线。随着CAN总线技术的进一步发展，已不仅仅局限于应用在轿车上，在其他工业控制领域如芬兰Kone公司的电梯制造、荷兰的Philips医药系统及瑞典的CAN纺织用户集团中都有广泛应用。

2程序设计整体思路

程序旨在将发动机上安装的传感器所采集的能够表征发动机不同运行时刻的工况信息的信号发送给相关测试软件进行数据收集与分析处理。除了利用主函数将最终的信号发送出去，程序也需要不同的函数模块对信号进行处理并对总线传输的各种参数进行设定。程序中的主体内容及其功能大致包含：通过添加延时函数确保飞思卡尔MC9S12XS128MAA系列单片机[7]有足够的反应时间，避免信号出错；利用锁相环（PLL）提高总线频率，从而为单片机提供足够的运行速度；用A/D转换模块对传感器与单片机的接口进行定义并将传感器传输的模拟量信号转换成可识别的数字信号，然后通过USBCANII调试器端口[8]将信号发送到接收软件进行数据接收处理。

3结论

基于CAN总线的发动机工况信息发送程序的设计开发，能够把汽车测试与控制技术和故障诊断技术提高到新的层面，有利于更实时准确地将发动机不同运行时刻的工作状况进行监控，保证了传感器与发动机的控制单元之间通信的稳定性。而且CAN总线的使用能够使得发动机各电子元件之间的线路分布更加简洁明了，也降低了线路故障时的排查难度，无论是在设计端还是维修端都能够大大提高效率，给各大汽车发动机生产制造商提供了技术上的支持。

参考文献：

[1]冯渊.汽车电子控制技术[M].北京，机械工业出版社，2005.7：1-50.

[2]李雪松.基于CAN总线的汽车发动机电子测控系统的研究[D].南京，南京航空航天大学，2008：1-18.

[3]胡小平.汽车发动机在线监测系统的研究[D].武汉，武汉理工大学，2001.

[4]罗峰，孙泽昌.汽车CAN总线系统原理、设计与应用[M].北京，电子工业出版社，2014：115-153.

[5]饶运涛，邹继军，郑勇芸.现场总线 CAN 原理与应用技术[M].北京，北京航空航天大学出版社，2003：14-32.

[6]张培仁.CAN总线设计及分布式控制[M].北京，清华大学出版社，2012：17-28.

[7]张阳，吴晔，滕勤等.MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发[M].北京，电子工业出版社，2011：8-27.

[8]廣州周立功发展有限公司.CANmini并口CAN 接口卡用户手册[M].广州，2003.11：3-7.