基于CAN总线的汽车电气控制系统设计

胡叶青 杨闯

摘要：随着电子信息技术发展日渐成熟，不断应用到汽车领域中，如何高效利用CAN总线技术设计汽车电气控制系统已成为一大焦点，要充分利用CAN总线技术优势作用，扩展方便、传输迅速、强抗干扰性等，规范化、科学化设计汽车电气控制系统，促使汽车运行中控制信号传输速率与准确率较高。

关键词：CAN总线；汽车电气控制系统；设计

在新形势下，汽车电子化程度持续提升，传统点对点通信模式已无法满足汽车数据通信等方面具体化要求，急需要合理化应用CAN总线技术，优化汽车电气控制系统设计，提高汽车结构性能的同时降低故障发生率，高效呈现汽车多方面功能，具备较高的运行效益。

一、基于CAN总线的汽车电气控制系统总体结构设计

当下，总线技术类型多样化，CAN总线技术更具优势，能够大幅度提高汽车运行中平均信号传输效率，可达到1Mb/s等，在汽车电气控制系统优化设计方面有着广阔的应用前景。设计人员要多层面深入了解CAN总线技术，合理选择星形拓扑结构，科学设计汽车电气控制系统总体结构，准确把握系统结构中的5个ECU节点，全方位、动态化收集各ECU节点周围的开关数据信息，以CAN总线主要节点为导向，传输这些开关数据信息。主节点接收之后，要实时客观判断、分析开关数据信息，并将向汽车电气控制系统中相关输送节点反馈，其他节点要在UART总线技术作用下，将获取的数据信息传输到控制模块中，实时控制汽车运行中电气控制系统输出的功率。同时，系統中的单片机要自动化逻辑运算对应的数据信息，控制其输出顺序，CAN总线技术合理化应用能够对汽车电气控制系统运行中产生的各类数据信息进行有效、精准传输以及处理，实现汽车电子单元共享，高层次提升汽车综合运行性能以及效益。

二、基于CAN总线的汽车电气控制系统功能设计

1、ECU节点功能

在新时代下，ECU节点是汽车电气控制系统不可或缺的关键性组成要素，功率输出、CAN通信、信息采集等是ECU节点组成要素。在功能设计过程中，设计人员要多层次把握基于CAN总线的汽车电气控制系统各个ECU节点各方面情况，比如，所处位置、具体作用，科学应用与之对应的控制程序。设计人员要合理把握ECU节点端口，利用输出功率负载的端口，驱动汽车电气控制系统各功率负载，动态化控制汽车运行安全，借助开关量输出端口，实时准确传输开关量作用下的各方面数据信息，在CAN通信接口作用下，保证汽车电气控制系统运行中通信线充足，外围接口有着较高的可靠性，通过电源输入口，及时向汽车电气控制系统提供正常运行中所需的电能。在此过程中，设计人员要针对CAN总线技术应用中出现的报文数据信息，合理化设计汽车电气控制系统ECU节点作用下的通信功能模块，随时验收、滤波这些报文信息，再将高价值的报文信息传输到系统控制功能模块中，让信号数据顺利传输到系统主处理器，对其进行规范化读取，释放处理信息缓冲区的各层次数据信号，促使汽车电气控制系统ECU节点运行中产生的报文信息得到高效处理、筛选。与此同时，设计人员要在利用CAN总线技术优设汽车电气控制系统ECU节点中科学转换信号数据格式，规范处理汽车电气控制系统运行中产生的各类数据信息，在UART总线技术作用下，科学输出处理之后的数据信息，在输出中，需要对这些数据信息进行规范化排序，高层次控制信息传输功率。此外，设计人员要根据开关数据信息采集要求，深化利用CAN总线技术，设计汽车电气控制系统，多次检测运行中开关状态并将这些数据信息传入系统主处理器中，要动态化检测、把握开关以及相互状态信息，针对之间存在的差异性，优化汽车电气控制系统运行中数据信息传输的具体方式，包括设计的ECU节点，

便于产生的各类信息能够及时被传输、发送，通过CAN技术科学化控制汽车电气控制系统开关状态。相应地，下面便是基于CAN总线的汽车电气控制系统ECU节点结构图。

2、系统软件功能

设计人员要根据CAN总线技术应用中汽车电气控制系统总体结构、ECU节点二者设计情况，结合汽车实际应用中电气控制系统功能，优化设计系统软件功能，合理设计系统软件驱动层、转换层、通信处理层，将三大层次有机融合，但各层通信要具有较高的独立性，不能出现互相影响的情况，也就是说，在各层次中通信驱动控制单独实现。设计人员要科学设计各层功能，驱动层、转换层都要能实时驱动汽车电气控制系统运行中输入以及输出的各方面信息，促使汽车运行中各方面数据信息得到有效处理。各层通信信息内容合理划分以及有效通信至关重要，状态信息内容和驱动层、转换层二者间的通信相关，要优化利用状态信息，确保二者随时合理通信。同时，利用接口信息，实现转换层输入、输出状态下的通信，借助器件信息，实现转换层、处理通信层彼此间的通信。在此过程中，系统软件驱动层驱动功能主要体现信息数据输入、输出两大层面，输入驱动可以及时对输入引脚的电平进行合理转换，将获取的数据信息及时传入系统软件转换层中，输出驱动重新转换来自转换层的数据信息，以实际引脚的形式呈现出来。软件转换层功能也体现在输入与输出两方面。在输入方面，可以动态化转换驱动层传出的各类汽车状态数据信息，以器件信息形式呈现出来，传入系统软件的处理层，该层会对汽车运行信息逻辑状态进行客观分析，在输出方面，及时将器件信息转化为输出信息，传输到软件驱动层中，软件通信处理层通过系统通信功能模块，转化系统软件转换层、处理层二者间的汽车运行数据信息。相应地，下面是基于CAN总线的汽车电气控制系统软件结构设计示意图。

三、结语

总而言之，在设计过程中，设计人员要客观把握CAN总线技术以及汽车运行中电气控制问题，利用多样化可行的路径，科学设计基于CAN总线的汽车电气控制系统，提高其运行安全性、可靠性、经济性等，随时动态而高效控制汽车运行，满足社会大众对汽车的多元化与个性化客观需求，促进汽车行业健康持续发展。

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