电动汽车电源管理通信系统设计(2)

　　4，基于CAN 总线的各监控节点结构和通信流程

　　CAN 总线节点结构一般分为两类：一类采用CAN适配卡与PC机相连，实现上位机与CAN总线的通讯；另一类则是由单片机、CAN控制器及CAN驱动器构成，作为一类节点与CAN总线进行数据传输，在本文设计的能源管控系统中，上位主控节点采用了第一类CAN总线节点结构，各个关键监测/控制系统采用了第二类CAN 总线节点结构。各个节点的结构和系统的连接方式如图2 所示。在总线的两端配置了两个120Ω的电阻，其作用是总线匹配阻抗，可以增加总线传输的稳定性和抗干扰能力，减少数据传输中的出错率。

　　对于各个下位监控节点而言，通常可采用51 系列单片机作为该节点的监测信号初级处理中心装置，而用SJA1000 来做C A N 控制器，PCA82C250 则是一种常用的CAN 收发器和物理总线的接口，主要可以提供对总线的差动发送能力和对CAN 控制器的差动接受能力。采用上述三种元器件构成的一个下位监控节点的电路图形如图3 所示。

　　CAN 总线的三层结构模型为：物理层、数据链路层和应用层。其中物理层和数据链路层的功能由SJA1000 完成。SJA1000 在上电硬件复位之后，必须对其进行软件初始化之后才可以进行数据通讯，其主要作用是实现对总线的速率、验收屏蔽码、输出引脚驱动方式、总线模式及时钟分频进行定义。整个能源管控系统通信过程中，各控制器按规定格式和周期发送数据（车速、蓄电池电压、电流和行驶阻力和发动机转速等）到总线上，同时也要接收其它控制器的信息。总线上其它控制器根据需要各取所需的报文。对于接收数据，系统采用中断的方式实现，一旦中断发生，即将接收的数据自动装载到相应的报文寄存器中。此时还可采用屏蔽滤波方式，利用屏蔽滤波寄存器对接收报文的标识符和预先在接收缓冲器初始化时设定的标识符进行有选择地逐位比较，只有标识符匹配的报文才能进入接收缓冲器，那些不符合要求的报文将被屏蔽于接收缓冲器外， 从而减轻CPU 处理报文的负担。上位机利用中断方式接收相关数据的流程如图4 所示。

　　5，结束语

　　CAN 总线作为一种可靠的汽车计算机网络总线已开始在汽车上得到应用，使得各汽车计算机控制单元能够通过CAN 总线共享所有的信息和资源，达到简化布线、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统的目的。本文所设计的基于CAN 总线的电动汽车能源管控系统通信方案，基本能够实现节约能源，优化发动机工作效率的目的，并且技术相对比较成熟，具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和处理错误能力，对于提高汽车的动力性、操作稳定性、安全性都有重要意义。