can的汽车雨刮器电控系统设计(附件)
随着汽车技术的不断发展，车内电子元件不断增多，CAN总线协议成为必不可少的一项技术。雨刮器又称为雨刷、水拨、或刮水器，是用来刷去附着在车辆挡风玻璃上的雨水以及尘埃，以改善汽车的能见度和可视范围，从而增加行车安全程度。雨刮器作为车上舒适系统通过CAN-L连接。本文设计车主通过车上按键经过CAN总线传输数据到雨刮器接收模块来控制雨刮器开关。比过去传统的硬连接方式方便快捷了许多。本文介绍了CAN总线的国内外发展状况，分析了CAN的工作原理和结构内容，CAN收发器之间如何进行信号传输，并且设计了主控节点和被控节点的硬件设备，详细的介绍了从按键开关起到雨刷器工作的过程。 关键词 CAN总线，汽车雨刮器，单片机，永磁式电机
目录
1 绪论 1
1.1背景及意义 1
1.2 CAN简介 1
1.3 CAN的性能特点 3
1.4 CAN的技术现状与未来发展 3
1.5 论文主要工作 4
2 汽车雨刮器控制系统的硬件电路设计 4
2.1 系统原理介绍 4
2.2 汽车雨刮器控制系统的组成 5
2.3 雨刮器控制系统之行程开关 5
2.4 雨刮器控制系统之电动机驱动模块及其电路设计 6
2.5 雨刮器控制系统之永磁式直流电动机 7
2.6 雨刮器控制系统之电动机输入电压调节继电器模块 7
3 总体设计方案 8
3.1 设计思路 8
3.2 CAN节点设计方案 9
3.3 CAN节点硬件电路设计 11
3.3 CAN主控节点电路设计 15
3.4 按键检测电路设计 16
3.5 供电电源电路设计 17
3.6 单片机模块的硬件设计 19
3.7 PCB制板时需考虑使用的抗干扰设计 20
3.8 CAN被控节点电路设计 21
4控制系统的软件设计 21
4.1 系统应用层协议 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的制定 21
4.2 控制系统的软件设计 22
结 论 27
致 谢 28
参考文献 29
附录 30
1 绪论
1.1背景及意义
汽车工业我国发展的重要产业之一。现代汽车正在从一种纯粹的交通工具向着满足人们的需求、安全、节能和环保的方向发展。汽车在不断的发展，而人们对汽车的要求也越来越多，为了满足人们的需求，汽车研究人员也在汽车引入各种各样的电子元件，现代汽车正在逐步向智能化的方向发展。
现代汽车越来越智能化，舒适度越来越高，车中的电子设备也越来越多。但是汽车里的电子元件越多，汽车里的电路布局也就越来越复杂，传统的一对一式分线布局已经不能满足日益发展的汽车。目前，汽车电子系统中单片机也用的越来越频繁，汽车控制正在从机电控制系统为基础转变为分布式网络为基础的智能系统。CAN总线由于其高性能、高可靠性，及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。通过两根双绞线将汽车各个电器装置和设备连接成一个网络，实现了元件相互之间数据的共享，不仅减少了不必要的数据线，而且更好的协调和控制汽车的各个系统。
1.2 CAN简介
CAN(Controller Area Network)就是控制器区域网络，这是一种现在十分流行的串行通信协议，这种串行通行协议属于现场总线范围。在过去，传统的老式汽车采用硬接信号线的方式，在汽车电子设备不是很多的情况下尚可使用。但是随着汽车行业发展越来越迅速，电子燃油喷射系统、ABS防抱死系统、电子控制悬架系统等必不可少的装置汽车中应用越来越广泛，汽车内部的排线布局也越来越臃肿。这种硬接信号线的方式不但繁琐、昂贵，而且难以解决问题，不仅增加了汽车的质量还降低了汽车数据传输的可靠性。于是汽车开发者们想要研究出一种更为简便的布线方法。
图1.1 一个中央控制单元
在80年代初，德国Bosch公司开发了一种串行数据通信协议，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN的目的是使用较少的信号线创建出一个汽车的数据网络，连接汽车上的各种电子设备，并且使得网络中输送的数据很难出错。CAN总线可以纠正输送数据中的错误，支持差分传输和接收，适用于高噪声环境，传输距离长。在中小型分布式测控系统应用的比较多，目前，它已在汽车行业、自动控制、航空航天航海、过程工业、机械工业、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域广泛应用。
图1.2 多个中央控制单元
为了满足汽车里车载系统的不同要求，一般采用双线串行通信方式，分别为高速CAN和低速CAN。这两条线分别以不同的速率在传递信息，这两条线之间连接的方式是采用CAN网关连接。高速CAN总线传输的速率比较快，一般在125kb/s~1M/s之间主要用来传递实时性比较高的数据，比如说发动机控制、ABS防抱死控制、自动变速箱控制等等。而低速CAN传输速度就比较慢，一般传输速率范围在5kb/s~125kb/s之间，用来传递实时性比较低的数据，一般用在舒适系统和车身系统的数据传输。
1.3 CAN的性能特点
CAN总线具有以下几个重要特点：
（1)结构简单，采用双线串行通信方式，且内部含有错误检测能力。并且使用双线结构，两根电缆线如同麻花一样缠在一起，这样可以防止向外辐射或者电磁波干扰。
（2)每个节点都是平等的，任何一个节点都可以随时发送数据
（3)无破坏性的基于优先权的逐位仲裁。
（4)优先级是用报文的标识符来区别的，谁先开始发送谁就具有优先权，当多个报文被发送时，标识符是高优先级的可以获得优先权
（5)CAN总线上可同时连接多个单元，理论上可连接单元的个数是没有限制的，但是实际上受总线上的时间延迟及电气负载的限制。
（6)CAN的通信速度可以自主设定，在同一网络下必须都设置成一样的通信速度。不同的网络之间可以设置不同的速度。
目录
1 绪论 1
1.1背景及意义 1
1.2 CAN简介 1
1.3 CAN的性能特点 3
1.4 CAN的技术现状与未来发展 3
1.5 论文主要工作 4
2 汽车雨刮器控制系统的硬件电路设计 4
2.1 系统原理介绍 4
2.2 汽车雨刮器控制系统的组成 5
2.3 雨刮器控制系统之行程开关 5
2.4 雨刮器控制系统之电动机驱动模块及其电路设计 6
2.5 雨刮器控制系统之永磁式直流电动机 7
2.6 雨刮器控制系统之电动机输入电压调节继电器模块 7
3 总体设计方案 8
3.1 设计思路 8
3.2 CAN节点设计方案 9
3.3 CAN节点硬件电路设计 11
3.3 CAN主控节点电路设计 15
3.4 按键检测电路设计 16
3.5 供电电源电路设计 17
3.6 单片机模块的硬件设计 19
3.7 PCB制板时需考虑使用的抗干扰设计 20
3.8 CAN被控节点电路设计 21
4控制系统的软件设计 21
4.1 系统应用层协议 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的制定 21
4.2 控制系统的软件设计 22
结 论 27
致 谢 28
参考文献 29
附录 30
1 绪论
1.1背景及意义
汽车工业我国发展的重要产业之一。现代汽车正在从一种纯粹的交通工具向着满足人们的需求、安全、节能和环保的方向发展。汽车在不断的发展，而人们对汽车的要求也越来越多，为了满足人们的需求，汽车研究人员也在汽车引入各种各样的电子元件，现代汽车正在逐步向智能化的方向发展。
现代汽车越来越智能化，舒适度越来越高，车中的电子设备也越来越多。但是汽车里的电子元件越多，汽车里的电路布局也就越来越复杂，传统的一对一式分线布局已经不能满足日益发展的汽车。目前，汽车电子系统中单片机也用的越来越频繁，汽车控制正在从机电控制系统为基础转变为分布式网络为基础的智能系统。CAN总线由于其高性能、高可靠性，及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。通过两根双绞线将汽车各个电器装置和设备连接成一个网络，实现了元件相互之间数据的共享，不仅减少了不必要的数据线，而且更好的协调和控制汽车的各个系统。
1.2 CAN简介
CAN(Controller Area Network)就是控制器区域网络，这是一种现在十分流行的串行通信协议，这种串行通行协议属于现场总线范围。在过去，传统的老式汽车采用硬接信号线的方式，在汽车电子设备不是很多的情况下尚可使用。但是随着汽车行业发展越来越迅速，电子燃油喷射系统、ABS防抱死系统、电子控制悬架系统等必不可少的装置汽车中应用越来越广泛，汽车内部的排线布局也越来越臃肿。这种硬接信号线的方式不但繁琐、昂贵，而且难以解决问题，不仅增加了汽车的质量还降低了汽车数据传输的可靠性。于是汽车开发者们想要研究出一种更为简便的布线方法。
图1.1 一个中央控制单元
在80年代初，德国Bosch公司开发了一种串行数据通信协议，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN的目的是使用较少的信号线创建出一个汽车的数据网络，连接汽车上的各种电子设备，并且使得网络中输送的数据很难出错。CAN总线可以纠正输送数据中的错误，支持差分传输和接收，适用于高噪声环境，传输距离长。在中小型分布式测控系统应用的比较多，目前，它已在汽车行业、自动控制、航空航天航海、过程工业、机械工业、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域广泛应用。
图1.2 多个中央控制单元
为了满足汽车里车载系统的不同要求，一般采用双线串行通信方式，分别为高速CAN和低速CAN。这两条线分别以不同的速率在传递信息，这两条线之间连接的方式是采用CAN网关连接。高速CAN总线传输的速率比较快，一般在125kb/s~1M/s之间主要用来传递实时性比较高的数据，比如说发动机控制、ABS防抱死控制、自动变速箱控制等等。而低速CAN传输速度就比较慢，一般传输速率范围在5kb/s~125kb/s之间，用来传递实时性比较低的数据，一般用在舒适系统和车身系统的数据传输。
1.3 CAN的性能特点
CAN总线具有以下几个重要特点：
（1)结构简单，采用双线串行通信方式，且内部含有错误检测能力。并且使用双线结构，两根电缆线如同麻花一样缠在一起，这样可以防止向外辐射或者电磁波干扰。
（2)每个节点都是平等的，任何一个节点都可以随时发送数据
（3)无破坏性的基于优先权的逐位仲裁。
（4)优先级是用报文的标识符来区别的，谁先开始发送谁就具有优先权，当多个报文被发送时，标识符是高优先级的可以获得优先权
（5)CAN总线上可同时连接多个单元，理论上可连接单元的个数是没有限制的，但是实际上受总线上的时间延迟及电气负载的限制。
（6)CAN的通信速度可以自主设定，在同一网络下必须都设置成一样的通信速度。不同的网络之间可以设置不同的速度。
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