基于SAE J1939協(xié)議的CAN總線汽車儀表設(shè)計

該儀表利用LCD顯示時間、燃油消耗量以及產(chǎn)生故障時故障名稱，處理器發(fā)送的信號先經(jīng)74HC245功率放大后，然后送至液晶屏F2000LCD顯示。LCD電路如圖4所示。

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計分為主程序、CAN通信、數(shù)據(jù)采集處理和數(shù)據(jù)顯示等4個模塊。主程序模塊通過調(diào)用各個子模塊程序來處理數(shù)據(jù)處理：CAN通信模塊負責發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集及處理模塊完成對各種類型數(shù)據(jù)的采集以及計算；數(shù)據(jù)顯示模塊將車速、油壓以及信號燈等信息顯示在儀表上。

圖5為系統(tǒng)主程序流程，該系統(tǒng)主程序流程分為：

1)系統(tǒng)初始化。系統(tǒng)初始化主要包括初始化系統(tǒng)時鐘、CAN節(jié)點、LCD液晶屏、步進電機等，并使能CAN中斷，設(shè)置CAN屏蔽碼和驗收碼。CAN節(jié)點初始化主要是初始化CAN控制器并中斷CAN控制器：

2)讀取傳感器以及CAN總線數(shù)據(jù)，并驅(qū)動指針以及LCD等顯示，同時等待CAN接收中斷。

3)CAN接收中斷產(chǎn)生，進入接收中斷子程序讀取數(shù)據(jù)。判斷數(shù)據(jù)是否符合數(shù)據(jù)接收條件，如果符合，則接收數(shù)據(jù)。此過程逐位比較接收到的29位標識符與驗收碼、屏蔽碼，只有標識符相應(yīng)位與驗收碼相應(yīng)位相同，系統(tǒng)才開始接收數(shù)據(jù)。

4)處理器將接收的報文進行解析，提取需要的數(shù)據(jù)并進行處理。處理器對傳感器傳來的數(shù)據(jù)和CAN總線讀取的數(shù)據(jù)進行處理計算，得到相應(yīng)的指針驅(qū)動參數(shù)，計算出指針轉(zhuǎn)角，并根據(jù)初始化的步進電機的參數(shù)計算出指針轉(zhuǎn)動速度。指針轉(zhuǎn)動速度與相應(yīng)的參數(shù)變化速度成正比。同時計算出車輛行駛里程并累加到總路程上。

5)處理器將包含車輛工況的一組脈沖序列發(fā)送至步進電機驅(qū)動器，驅(qū)動器驅(qū)動步進電機以微步方式轉(zhuǎn)動，指示出相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、水溫以及油壓等；處理器將包含車輛總路程等信息的數(shù)據(jù)發(fā)送至LCD控制器，控制器控制LCD顯示相應(yīng)的總路程等：處理器改變相應(yīng)的I/O引腳狀態(tài)直接點亮/關(guān)閉相應(yīng)的指示燈。

2.4 故障顯示

該儀表能夠從CAN總線接收故障代碼并對故障代碼進行解析，與預(yù)先寫入的故障碼比對后找到對應(yīng)的故障信息并顯示在LCD屏幕上。每一類型的數(shù)據(jù)都有特定的數(shù)據(jù)幀ID，系統(tǒng)根據(jù)幀ID判斷故障產(chǎn)生的位置。如果收到的是單幀故障，則系統(tǒng)來提取總字節(jié)數(shù)和總包數(shù)；如果收到的是多幀故障，系統(tǒng)則連續(xù)提取故障診斷報文至特定的字節(jié)，然后根據(jù)故障代碼查找故障類型。

3 結(jié)束語

在研究CAN總線和SAE J1939協(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計CAN總線汽車儀表。該設(shè)計充分利用LM3S2948以及VID6606的功能，較大程度上降低了系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計以及成本。多次實車試驗結(jié)果表明，相對于常規(guī)儀表，該CAN總線儀表具有以下優(yōu)點：抗干擾能力強，傳輸速率高，能夠保證數(shù)據(jù)有效、快速、穩(wěn)定地傳輸；減少車身布線，硬件方案軟件化實現(xiàn)，簡化了設(shè)計，降低了成本；及時、直觀地查看車輛故障；CAN總線將整車構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠提升系統(tǒng)的靈活性，方便地增加設(shè)備，擴大了可開發(fā)的空間。