基于CAN总线的卡车总线控制系统1系统原理及硬件结构1.1系统原理本卡车总线系统采用CAN总线实现对车身部分电磁阀、车灯、门窗电机等功 率设备的控制，解决了传统方式带来的连接繁琐、维修困难等问题，提高了系统 的稳定性，可靠性数字化仪表模块通过与通用控制模块进行CAN通讯、与车窗控制模块进行 LIN通讯，采集车辆开关的状态，通过LED灯、液晶屏、转盘指针显示整车状 态、故障信息、报警信息等各种信息，实现人机交互，对卡车进行实吋控制本系统为嵌入式系统，不需安装任何软件，系统安装好上电后，即可开始运 行1.2系统硬件组成本系统包括五个模块，分别是:数字化仪表模块、前部控制模块、中部控制模 块1、中部控制模块2、车窗控制模块连接设备为CAN总线,执彳丁 CAN技术规 范J1939,波特率为250 Kbpso模块Z间的CAN总线连接关系示意图，如图1所示：图1系统CAN总线连接示意图2系统功能分析2.1功能概述在整个CAN总线控制系统中，核心部件有三种，即：数字化仪表、通用控 制模块、车窗模块数字化仪表承担着整车参数的显示、存储任务，并可与发动 机ECU通过CAN总线直接进行通信，同吋承担着对负载的过程控制任务，依据 仪表台丄的开关状态及连接在通用控制模块的开关和传感器状态，通过自动控制 芯片及软件处理产生功率输出接口的通断状态，并通过CAN总线告知通用控制 模块；通用控制模块负责将所属区域的开关和传感器状态通过CAN总线告知中 央控制模块，并接收中央控制模块传來的控制指令，驱动功率输出接口实现通断 控制。
整个CAN总线控制系统在汽车中的安装应用如图2所示仪表台控制器图2系统在汽车安装示意图图中仪表台控制器为EA0121BA型，位于驾驶室内司机正前方，前部控制 模块为EA0221BA型，位于驾驶室内司机与副驾驶之〕、可的操作台下，中部控制 模块一、中部控制模块二位于车架上，车窗控制模块为EA0514BA型，位于驾 驶室内司机与副驾驶之间的操作台下2.2数字化仪表模块数字化仪表模块具有一路CAN总线接口，遵循J1939通讯协议；采用兼容 MMT认证的步进电机；具有丰富的图标库，可以提供可编程图标显示功能；具 有9个高亮度LED符号指示灯；具有强大的故障诊断功能，能够对总线状态、 电气负载短路/断路状态进行实时监控，出现故障后以中文信息显示；能够获取、 显示、存储发动机相关参数；液晶屏可实吋显示整车半前状态信息；具有多路开 关量输入接口、模拟量输入接口以及脉冲量输入接口，可适用于传统线束车辆控 制系统图3数字化仪表模块实物图输入接口：• 48路非隔离开关量输入，其中8路正控型、16路可编程正负控型、24 路负控型；• 6路电阻型模拟量输入，测量范围为0〜200 Q；• 3路模块地址线输入；• 1路ACC档开关输入；• 1路一线式温度传感器输入；• 4路控地型系统唤醒信号输入。
输出接口：• 6路高端开关输出，单路输出最大电流为1A,带故障诊断及过流、过热、 过压保护功能；• 1路常有电功率输出，单路输出最大电流为3A,带故障诊断及过流保护 功能；• 2路ACC档电源输出，单路输出最大电流为3A,带过流保护功能；• 3路B7信号输出，1路里程传感器仿真信号输出；• 3路休眠信号输出2. 2.1数字化仪表模块界面布局数字化仪表模块即为驾驶员仪表盘，采集车辆开关的状态，与通用控制模块 进行CAN通讯，与车窗控制模块进行LIN通讯，通过LED灯、液晶屏、转盘 指针显示整车状态、故障信息、报警信息等各种信息，实现人机交互功能其平面示意图如图4所示© © © ®图4数字化仪表板模块平面示意图数字化仪表可以显示车辆行驶速度、发动机转速、油量、水温，气压等功能, 具体各模块功能定义如表1所示表1数字化仪表各模块功能表序号实体定义序号实体定义1油量表9远光指示2车速表10转速表3轮间羌速锁指示11气床表14轴间差速锁指示12水温表5左转指示13按键6车速灯14彩色液晶屏7右转指示15气丿玉表28拖车制动指示2. 2. 2彩色液晶屏显示及按键操作功能数字化仪表模块正中央为彩色液晶屏，按照显示内容将液晶屏分为三部分：图标显小•区、多功能显刀£区1、多功能显小•区2,在液晶屏丄的布局如图5 所示。
图标显示区2多功能显示区12多功能显示区2心图5液晶显示屏功能分区其中图标显示区专用于显示与车辆状态和关的各种图标，例如充电指示图 标、开门图标等多功能显示区1在车辆正常工作的情况下显示整车厂的LOGO； 点亮图标显示区中某个图标吋，在多功能显示区1同时显示放大一倍的图标，持 续5秒钟后，恢复为公司LOGOo在多功能显示区2显示短距离里程和总里程当车速大于3Km/h血车门未关 好时，在最下行显示提示信息“请关闭车门”，关好车门后，该信息消失当电 池电压低于22.5V吋，在最下行显示提示信息“电池电压低22.4V”，电压升高 后，该信息消失2.3通用控制模块通用控制模块具有一路CAN总线接口，遵循J1939通讯协议；具有多路开 关量输入接口、多路模拟量输入接口和脉冲输入接口；具有多路功率输出，从 12路到24路不等，可随应用需求选择使用，并且每路输出均具有短路、过压、 过热保护；模块具有安全运行模式，为整车安全提供了较好的基础；具有低功耗 运行模式，从而减少电池的损耗；采用通用化软硬件设计方法，互换性强，便于 产品维护图6通用控制模块实物图 输入接口 ：• 12路非隔离开关量输入，其中2路正控型、4路可编程正负控型、6路负 控型；• 1路脉冲量输入，测量范围为0〜lKHz；• I路带励磁电流供应的充电指示检测输入；• 4路电阻型模拟量输入，测量范围为0〜200Q；• 4路模块地址线输入。
输出接口：• 11路高端开关输出，单路输出最大电流为8A,带故障诊断及过流、过热、 过压保护功能；• 2路常有电功率输岀，单路输出最大电流为3A,带故障诊断及过流保护功 能；• 1路带反向电流防护的功率输出，输出最大电流为3A,带故障诊断及过流、 过热、过压保护功能通用控制模块主要实现的功能有：车辆行驶速度以及行程测量与显示、发动 机转速测量与显示、燃油量的测量与显示、发动机水温的测量与显示、前后桥气 压的测量与显示、发动机机油压力报警、左右转向控制与显示2. 3.1车辆行驶速度以及行程测量与显示系统实时测量车辆的行驶速度，并在车速表上显示车辆当前的行驶速度，速度显示单位为km/ho车速传感器的输入为脉冲波，当输入的脉冲波频率达到20()Hz时，车速达到最到值180km/lio为车速不为0吋，系统实时测量车辆行驶的路程数，并显示在仪表板上的液 晶显示屏多功能显示区2,单位为km,精确到O.lkirio同时系统以lkm为单位 间歇存储车辆行驶总里程数，显示在仪表板丄的液晶显示屏多功能显示区2上2. 3.2燃油量的测量与显示燃油量通过油量传感器來测量，显示采用无量纲方式，F表示燃油满，E表 示燃油量为0O半传感器的阻值在0到200欧姆变化吋，对应油量表上的F到Eo 2. 3.3前后桥气压的测量与显示系统实时测量前桥气压和后桥气压，并在数字化仪表上显示。
气压1和气压2的分别通过气压1传感器和气压2传感器来测量，半气压传 感器的阻值在0到200欧姆之间变化时，对应气压表丄的0到1202. 3.4机油压力报警与显示系统通过开关来模拟发动机机油压力报警当开关接通吋，液晶屏上图标显 示区闪烁点亮机油压力报警图标，同时在多功能显示区1显示放大一倍的图标 2. 3. 5左右转向控制与显示左右转向通过两个开关来控制，当转向开关断开时，输出为5v；当转向开 关接通时，输出为低电压5v,高电压24v的脉冲，并且数字化仪表上对应的转向指示灯闪烁2.4车窗控制模块车窗控制模块具有一路CAN总线，兼容J1939通信协议；支持433/868/915MHz （可配置）通信频率；2路大功率H全桥电机驱动通道；4路大功率高端开关输出通道；12路开关量输入接口；具有短路、过压、过热保护功能; 具有车窗驱动的防夹功能；具有功率接口故障诊断功能图7车窗控制模块实物图输入接口:• 24路非隔离开关量输入，其中4路正控型、8路可编程正负控型、12路负控型；• 4路模块地址线输入输出接口：• 4路高端开关输出，单路输出最大电流为8A,带故障诊断及过流、过热、过床保护功能;匕匕厶冃T1 Og 欧W)油虽传感器z—H—dIYoTT80CMIXaavz—HAdd2AJd12313bT89>1112U11Sx618220I2S&g)0ii12UMIS16ir38202123SM(12脉冲>•车速传感器输入TyaovT—xaovI—nvote.Z—0NECM9—XMddYXMdd寸—虫CIOY甲谷07Wil io.7X1 io.I—ON 曇【—生ddI—ON¥Z机油压力报s开关{输入接地有效—1Z:456)2J4363910)11231(T891011121315161?18192021222324]1?13)451)71819702346?S图9小二模块连线图'Mvo丄書—旨dd前部棟块左侧隶向灯—瀬输电丄 右侧”向灯输如」(0-2欧姗 「-气压传感器 IT— —ly i I 气压传感器100(0-2欧劑1Z345678910111?2191(131415161716】920212223111234151617191920。