CN103546349A - 一种嵌入式车载can总线检测仪的设计方法 - Google Patents

一种嵌入式车载can总线检测仪的设计方法 Download PDF

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吴士力
文爱民
屠卫星
朱兰
林若玺
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Abstract

本发明属于汽车应用电子技术领域，尤其是一种能对车载CAN总线进行检测的嵌入式电子装置。本发明包括中央处理器模块，CAN总线模块；所述的中央处理器模块与CAN总线模块通过SPI接口连接实现双向数据通信。所述的中央处理器模块为三星S3C6410处理器芯片、3.5寸LCD液晶显示器、3.5寸四线电阻式触摸屏。所述的CAN总线模块为微芯MCP2515控制器芯片和恩智浦TJA1050收发器芯片。本发明能够在指定的传输速率下准确的进行车载CAN总线数据的接收和发送操作，实现对车载CAN总线的通信性能进行检测。

Description

一种嵌入式车载CAN总线检测仪的设计方法
技术领域
本发明属于汽车应用电子技术领域，尤其是一种能对车载CAN总线进行检测的嵌入式电子装置。
背景技术
目前，车载CAN总线的检测设备基本是由整车厂或电控系统生产供应商直接捆绑提供的。这些设备不但价格高昂，适应性差，也不利于我国自主研发和检测车载CAN总线系统。本发明提出了一种基于开源自主产权系统的嵌入式车载CAN总线检测仪的设计方法。该检测仪能够接收或发送车载CAN总线系统传输的CAN数据，以实现对车载CAN总线系统的检测。该设备成本低廉，灵活性好，具有较好的市场应用推广前景。
发明内容
本发明旨在提供一种能够和车载CAN总线进行底层通讯的检测装置。该装置能够在指定的传输速率下准确的进行车载CAN总线数据的接收和发送操作，最终实现对车载CAN总线通讯性能的检测。
本发明的技术方案如下：包括中央处理器模块，CAN总线模块；所述的中央处理器模块与CAN总线模块通过SPI接口连接实现双向数据通信。
所述的中央处理器模块为三星S3C6410处理器芯片、3.5寸LCD液晶显示器、3.5寸四线电阻式触摸屏。所述的CAN总线模块为微芯MCP2515控制器芯片和恩智浦TJA1050收发器芯片。
本发明具有如下有益效果：
CAN总线是一种具有很高实时性和抗干扰性的工业级现场总线。车载CAN总线一般用于发动机电控单元、自动变速器电控单元、数字仪表、车身控制单元之间的数据交互通信，在显著提高通信时效性和可靠性的同时，有效简化了传统车载通信网络的结构。随着车载电控单元对车载CAN总线的依赖不断加强，通过对车载CAN总线的检测调试来检查其是否处于正常的工作状态就变得非常重要。
由于车载CAN总线的检测设备基本是由整车厂或电控系统生产供应商直接捆绑提供的，导致其成本较高，可扩展性差，不利于我国自主研发和检测车载CAN总线系统。本发明立足于开源软件系统，设计出一种嵌入式便携车载CAN总线检测仪。一方面有效降低了设备成本，另一方面提高了设备的可修改性和可扩展性，为自主设计和检测车载CAN总线提供了便利。因此本发明具有一定的发展潜力和市场应用前景。
附图说明
图1为本发明模块连接结构示意图
图2为本发明的启动界面
图3为本发明的CAN总线数据接收显示界面
图4为本发明的CAN总线数据发送界面
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案详细说明：
如图1所示，本发明中央处理器模块1中的中央处理器5通过其集成的SPI接口6连接CAN总线模块11中的CAN总线控制器12；中央处理器5通过其集成的CON接口7连接触摸屏10；中央处理器5通过其集成的LCD接口8连接液晶显示器9；中央处理器5通过集成的并行接口4连接DDR内存2和Flash3；CAN总线模块11中的CAN总线控制器12和CAN收发器13相连；CAN总线模块11中的CAN收发器13连接CAN总线14。
本发明的中央处理器采用了三星S3C6410处理器。S3C6410是一款基于ARM11内核的高性能32位处理器，集成了丰富的接口资源，能以667MHZ以上的工作频率稳定运行，支持128M字节DDR内存和1G字节Flash。芯片采用424-Pin FBGA封装。
本发明的液晶显示器采用3.5寸TFT液晶显示器。
本发明的触摸屏采用3.5寸四线式电阻触摸屏。
本发明的DDR内存采用的是两片三星K4X51163PC芯片，提供128M字节动态存储空间，数据传输总线频率为266MHz。芯片采用小BGA封装。
本发明的Flash采用的是Nand Flash型三星K9G8GOSUOA芯片，提供1G字节固态存储空间。
CAN总线模块采用微芯MCP2515处理器。MCP2515是支持CAN2.0A/B协议的CAN总线独立控制器，提供SPI控制接口，用于实现CAN总线数据链路层帧数据的封装和解析。芯片采用20-Pin TSSOP封装。
CAN总线模块采用恩智浦TJA1050处理器。TJA1050是一种CAN总线数据收发器，用于实现CAN物理层和CAN数据链路层之间的数据转换。芯片采用8-pin SOP封装。
如图2所示，本发明通电启动后，提供进入CAN总线数据接收显示界面和CAN总线数据发送界面的入口按钮。
如图3所示，CAN总线数据接收显示界面提供CAN总线传输速率的设置按钮和从CAN总线中接收到的CAN数据显示界面。根据待测试CAN总线的传输速率，在界面中选择对应的传输速率。CAN总线物理层中传输的电信号首先由CAN总线模块中的TJA1050收发器转换成CAN数据帧。CAN总线模块中的MCP2515控制器对CAN数据帧进行解析，获取每帧中的ID域、DLC域和DATA域数据，并由SPI总线提交给中央处理器模块中的S3C6410处理器。Linux系统从S3C6410处理器集成的SPI接口寄存器中读取ID域、DLC域和DATA域数据，提交给Minigui系统处理后，最终由液晶显示器进行显示。
如图4所示，Minigui系统通过图形软键盘把需要发送的CAN总线帧类型、ID域、DLC域和DATA域数据提交Linux系统。Linux系统把上述数据写入S3C6410处理器集成的SPI接口寄存器，并通过SPI总线传输给MCP2515控制器。MCP2515控制器根据所采用的CAN总线协议封装成CAN数据帧。CAN数据帧由TJA1050收发器转换成符合CAN总线协议的电信号，最终实现CAN数掘在CAN总线上的发送。

Claims (8)

1.一种嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：包括中央处理器模块(1)，CAN总线模块(11)；中央处理器模块(1)与CAN总线模块(11)通过SPI接口连接。
2.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：中央处理器模块(1)中的中央处理器(5)为三星S3C6410处理器芯片。
3.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：中央处理器模块(1)中的DDR内存(2)为三星K4X51163PC芯片。
4.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：中央处理器模块(1)中的Flash(3)为三星K9G8G08UOA芯片。
5.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：中央处理器模块(1)中的液晶显示器(9)为3.5寸TFT LCD液晶显示器。
6.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：中央处理器模块(1)中的触摸屏(10)为3.5寸四线电阻式触摸屏。
7.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：CAN总线模块(11)中的CAN总线控制器(12)为微芯MCP2515控制器芯片。
8.根据权利要求1所述的嵌入式车载CAN总线检测仪，其特征在于：CAN总线模块(11)中的CAN总线收发器(13)为恩智浦TJA1050收发器芯片。
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