一種基于CAN總線的電動(dòng)車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　4 CAN總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)采用基于C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)。在IAB開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行調(diào)試和仿真。整車(chē)控制節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括4個(gè)部分：CAN控制器的初始化、報(bào)文發(fā)送、報(bào)文接收和錯(cuò)誤處理。

　　4.1 CAN控制器的初始化

　　在啟動(dòng)CAN通信前必需進(jìn)行CAN模塊的初始化，包括硬件使能、CAN工作模式設(shè)置、總線波特率設(shè)置、設(shè)置中斷、驗(yàn)收過(guò)濾器設(shè)置等。初始化操作在CAN模塊復(fù)位的模式下進(jìn)行。初始化程序流程圖如圖4所示。

　　本設(shè)計(jì)中采用的是29位擴(kuò)展標(biāo)示符，符合CAN2.0B的標(biāo)準(zhǔn)，所以在驗(yàn)收屏蔽過(guò)濾器設(shè)置中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定。同時(shí)，本設(shè)計(jì)的CAN波特率設(shè)置為250 Kb/s,與總線上其他節(jié)點(diǎn)的波特率相同，才能進(jìn)行正常的通信。

　　4.2 數(shù)據(jù)的發(fā)送

　　對(duì)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(gè)發(fā)送郵箱，發(fā)送報(bào)文的流程為：應(yīng)用程序選擇一個(gè)空發(fā)送郵箱;設(shè)置標(biāo)識(shí)符，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和待發(fā)送數(shù)據(jù);對(duì)CAN+TixR寄存器的TXRQ位置1,請(qǐng)求發(fā)送;一旦CAN總線進(jìn)入空閑狀態(tài)，發(fā)送郵箱中的報(bào)文則立即發(fā)送，成功發(fā)送后，郵箱為空;通過(guò)查詢CAN_TSR寄存器的TXOK位來(lái)查詢報(bào)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(duì)CAN報(bào)文的接收采用中斷方式，提高通信的實(shí)時(shí)性。接收?qǐng)?bào)文的流程如圖6所示。當(dāng)CAN總線發(fā)來(lái)一個(gè)報(bào)文，根據(jù)屏蔽過(guò)濾器設(shè)置的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行過(guò)濾，如果是要接收的報(bào)文，則CAN控制器將總線上的報(bào)文按順序存入接收FIFO,并進(jìn)入接收中斷，在中斷中對(duì)接收FIFO中的報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)，然后釋放 FIFO郵箱。如果不釋放郵箱，當(dāng)總線上再發(fā)送過(guò)來(lái)報(bào)文時(shí)，會(huì)直接覆蓋上一個(gè)報(bào)文，從而導(dǎo)致報(bào)文丟失。數(shù)據(jù)接收程序流程如圖6所示。

　　4.4 錯(cuò)誤處理

　　電動(dòng)車(chē)的整車(chē)控制器需要接收BMS、CCS和電機(jī)控制器這3個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的報(bào)文，如果超過(guò)1 s未接收到例如BMS的報(bào)文，則通信鏈路超時(shí)，此時(shí)需要進(jìn)行故障處理。所以在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，定義一個(gè)全局變量，在每個(gè)定時(shí)周期中加1,在接收BMS報(bào)文中斷中，對(duì)此變量清零，則可以實(shí)現(xiàn)通信超時(shí)檢測(cè)。當(dāng)總線發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，CAN節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤寄存器累積到一定次數(shù)時(shí)，CAN控制器會(huì)關(guān)閉總線，節(jié)點(diǎn)脫離總線。

　　5 結(jié)論

　　在實(shí)車(chē)實(shí)驗(yàn)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)通信，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)的加減速和勻速運(yùn)行。在本電動(dòng)車(chē)控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)的CAN通信節(jié)點(diǎn)體積小、功耗低、處理能力強(qiáng)、抗干擾性好，能在電磁環(huán)境復(fù)雜的環(huán)境中穩(wěn)定、可靠地工作。在電動(dòng)車(chē)控制系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速通信，可靠性