一種基于CAN總線的電動車控制系統(tǒng)設計方案

　　4 CAN總線節(jié)點的軟件設計

　　系統(tǒng)采用基于C語言的程序設計。在IAB開發(fā)環(huán)境下進行調(diào)試和仿真。整車控制節(jié)點的軟件設計主要包括4個部分：CAN控制器的初始化、報文發(fā)送、報文接收和錯誤處理。

　　4.1 CAN控制器的初始化

　　在啟動CAN通信前必需進行CAN模塊的初始化，包括硬件使能、CAN工作模式設置、總線波特率設置、設置中斷、驗收過濾器設置等。初始化操作在CAN模塊復位的模式下進行。初始化程序流程圖如圖4所示。

　　本設計中采用的是29位擴展標示符，符合CAN2.0B的標準，所以在驗收屏蔽過濾器設置中進行相應的設定。同時，本設計的CAN波特率設置為250 Kb/s,與總線上其他節(jié)點的波特率相同，才能進行正常的通信。

　　4.2 數(shù)據(jù)的發(fā)送

　　對CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送采用查詢方式，提高處理器的效率，STM32F103VE的CAN模塊有3個發(fā)送郵箱，發(fā)送報文的流程為：應用程序選擇一個空發(fā)送郵箱;設置標識符，數(shù)據(jù)長度和待發(fā)送數(shù)據(jù);對CAN+TixR寄存器的TXRQ位置1,請求發(fā)送;一旦CAN總線進入空閑狀態(tài)，發(fā)送郵箱中的報文則立即發(fā)送，成功發(fā)送后，郵箱為空;通過查詢CAN_TSR寄存器的TXOK位來查詢報文是否發(fā)送成功。數(shù)據(jù)發(fā)送程序的流程圖如圖5所示。

　　4.3 數(shù)據(jù)的接收

　　對CAN報文的接收采用中斷方式，提高通信的實時性。接收報文的流程如圖6所示。當CAN總線發(fā)來一個報文，根據(jù)屏蔽過濾器設置的標識符進行過濾，如果是要接收的報文，則CAN控制器將總線上的報文按順序存入接收FIFO,并進入接收中斷，在中斷中對接收FIFO中的報文進行存儲，然后釋放 FIFO郵箱。如果不釋放郵箱，當總線上再發(fā)送過來報文時，會直接覆蓋上一個報文，從而導致報文丟失。數(shù)據(jù)接收程序流程如圖6所示。

　　4.4 錯誤處理

　　電動車的整車控制器需要接收BMS、CCS和電機控制器這3個節(jié)點發(fā)來的報文，如果超過1 s未接收到例如BMS的報文，則通信鏈路超時，此時需要進行故障處理。所以在軟件設計時，定義一個全局變量，在每個定時周期中加1,在接收BMS報文中斷中，對此變量清零，則可以實現(xiàn)通信超時檢測。當總線發(fā)生嚴重故障時，CAN節(jié)點錯誤寄存器累積到一定次數(shù)時，CAN控制器會關閉總線，節(jié)點脫離總線。

　　5 結(jié)論

　　在實車實驗中，各個節(jié)點可以實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)通信，可以實現(xiàn)電動車的加減速和勻速運行。在本電動車控制系統(tǒng)中，設計的CAN通信節(jié)點體積小、功耗低、處理能力強、抗干擾性好，能在電磁環(huán)境復雜的環(huán)境中穩(wěn)定、可靠地工作。在電動車控制系統(tǒng)中可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時快速通信，可靠性