德國(guó)Bosch公司為了解決現(xiàn)代車(chē)輛中眾多的控制和數(shù)據(jù)交換問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出一種CAN（Controller AreaNetwork） 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊結(jié)構(gòu)。 CAN總線(xiàn)硬件連接簡(jiǎn)單，有良好的可靠性、實(shí)時(shí)性和性能價(jià)格比。 CAN總線(xiàn)能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代自動(dòng)化通訊的需要，已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)通訊領(lǐng)域中最為活要躍的一支。
　　其主要特點(diǎn)是： ①CAN總線(xiàn)為多主站總線(xiàn)，各節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，不分主從，通信靈活; ②CAN總線(xiàn)采用獨(dú)特的非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求; ③CAN總線(xiàn)具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能; ④CAN總線(xiàn)上每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，并有CRC及其它校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低，萬(wàn)一某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤，可自動(dòng)脫離總線(xiàn)，總線(xiàn)上的其它操作不受影響; ⑤CAN總線(xiàn)只有兩根導(dǎo)線(xiàn)，系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線(xiàn)上即可，因此走線(xiàn)少，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活; ⑥CAN總線(xiàn)傳輸速度快，在傳輸距離小于40m時(shí)，最大傳輸速率可達(dá)1Mb/s. 正是由于CAN總線(xiàn)具有這些其它通信方式無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，使之成為電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)的理想總線(xiàn)。
　　1 　電動(dòng)汽車(chē)對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)的需求
　　電動(dòng)汽車(chē)由于儲(chǔ)能設(shè)備容量有限，在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)能源的管理十分嚴(yán)格。 效率是衡量電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，國(guó)家863“十五”電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)要求電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)額定效率為85% ，控制器的額定效率達(dá)到95%. 電動(dòng)汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息必須具有實(shí)時(shí)性，各子系統(tǒng)需要將車(chē)輛的公共數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，如電機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)輪轉(zhuǎn)換、油門(mén)踏板位置和剎車(chē)踏板位置等。 但不同控制單元的控制周期不同，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度、各控制命令優(yōu)先級(jí)也不同，因此需要一種具有優(yōu)先權(quán)競(jìng)爭(zhēng)模式的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，并且本身具有極高的通信速率。 此外，作為一種載人交通工具，電動(dòng)汽車(chē)必須具有較好的舒適性，整車(chē)通訊系統(tǒng)必須具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力和快速處理能力。
　　目前，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展得到了各國(guó)的高度重視。電動(dòng)汽車(chē)成為未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的主流方向。 電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)電氣元件極多，需要實(shí)時(shí)傳輸和共享的數(shù)據(jù)很多。如何提高電動(dòng)汽車(chē)通訊的實(shí)時(shí)性、可靠性和應(yīng)急處理能力成為電動(dòng)汽車(chē)通訊的難點(diǎn)所在。 我們采用TMS320LF2407型DS作為電動(dòng)汽車(chē)通訊系統(tǒng)的主處理器，利用DSP良好的快速處理能力提高數(shù)據(jù)處理速度，從而提高通訊的實(shí)時(shí)性;利用DSP內(nèi)嵌的CAN總線(xiàn)模塊作為CAN的控制器，減少硬件電路的復(fù)雜性，從而提高通訊的可靠性;通過(guò)軟件設(shè)計(jì)緊急時(shí)刻屏蔽次要因素來(lái)提高電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)急處理能力。
　　2 　控制方案
　　電動(dòng)汽車(chē)總成控制我們采用先進(jìn)的模糊控制，采用的控制器也是TMS320LF2407型的DSP. 對(duì)采集到的剎車(chē)信號(hào)，加速信號(hào)和反饋回的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行模糊處理，得到期望的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將得到的轉(zhuǎn)速值通過(guò)CAN 總線(xiàn)傳送到電動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，滿(mǎn)足駕駛員的駕駛意圖。 同時(shí)管理燈光系統(tǒng)和屏幕顯示系統(tǒng)。 屏幕顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)。 具體控制方案如圖1 所示。
　　
　　圖1 　電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
　　3 　電動(dòng)汽車(chē)CAN總線(xiàn)通訊方案
　　電動(dòng)汽車(chē)控制需要良好的通訊協(xié)調(diào)性和運(yùn)行可靠性。 良好的通訊系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。 CAN總線(xiàn)結(jié)構(gòu)是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。 圖2 是一個(gè)典型的電動(dòng)汽車(chē)CAN總線(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖，包括整車(chē)動(dòng)力部分的主電動(dòng)機(jī)控制器、電池組管理系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)屏幕顯示系統(tǒng)等多個(gè)設(shè)備，這些子系統(tǒng)之間通過(guò)CAN進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和命令傳輸。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備都能夠在脫離CAN 總線(xiàn)的情況下獨(dú)立完成自身系統(tǒng)的運(yùn)行，從而滿(mǎn)足車(chē)輛運(yùn)行安全性的需要。 同時(shí)，CAN總線(xiàn)也不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)設(shè)備的脫離而出現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰的現(xiàn)象。
　　
　　圖2 　電動(dòng)汽車(chē)CAN 總線(xiàn)結(jié)構(gòu)圖
　　4 　CAN總線(xiàn)模塊
　　CAN 總線(xiàn)模塊是DSP的一個(gè)16位的外設(shè)，是一個(gè)完整的CAN 控制器。 除具有CAN 總線(xiàn)的基本功能外，還有一些特有功能，如：對(duì)象有六個(gè)郵箱，其數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0～8 個(gè)字節(jié)，其中兩個(gè)接收郵箱（0、1） ，兩個(gè)發(fā)送郵箱（4、5） ，兩個(gè)可配置為接收或發(fā)送郵箱（3、4） ;自動(dòng)回復(fù)遠(yuǎn)程請(qǐng)求功能;可編程的CAN 總線(xiàn)喚醒功能;自測(cè)試模式功能等。 對(duì)CAN 總線(xiàn)的訪(fǎng)問(wèn)分為控制/ 狀態(tài)寄存器的訪(fǎng)問(wèn)和郵箱的RAM 訪(fǎng)問(wèn).CAN 總線(xiàn)控制模塊的內(nèi)存空間分配圖如圖3 所示。