汽车电子中的基于CAN总线和虚拟仪器技术的汽车CAN节点测试仪设计

引 言 　　Controller Area Network(控制器局域网，缩写为CAN)，是为解决汽车电子控制单元间的信息通信而由德国Bosch公司提出的一种总线标准，以其卓越的性能、极高的可靠性和低廉的价格，现在已经在汽车领域获得广泛应用。 　　为了保证汽车CAN总线节点安全、稳定运转，同时为了提高大批量生产的效率，必须在生产过程中对CAN节点产品进行测试，开发基于CAN总线的汽车CAN节点测试仪显得十分重要。本文通过选择高速处理器和采用虚拟仪器技术保证测试仪的通用性，使其只需通过软件更新便可测试多个CAN节点。 　　CAN协议简介 　　CAN协议建立在ISO/OSI 7层开放互连参 【汽车电子中的基于CAN总线和虚拟仪器技术的汽车CAN节点测试仪设计】 汽车电子领域广泛应用的Controller Area Network (CAN) 总线是由德国Bosch公司为了解决汽车电子控制单元之间的通信问题而提出的。CAN总线因其高效、可靠且成本低廉的特点，已经成为汽车电子系统中的核心通信技术。在汽车生产过程中，为了确保CAN节点的安全稳定运行以及提高批量生产效率，设计一款基于CAN总线的汽车CAN节点测试仪至关重要。 CAN协议遵循ISO/OSI 7层开放互连参考模型，但只定义了其中的数据链路层和物理层，应用层协议则由用户或特定行业标准来定制。CAN总线采用半双工通信方式，允许一个节点发送信息，多个节点接收，且采用广播式存取，所有节点地位平等，无需主从概念。报文结构包含仲裁域，用于确定消息类型和优先级，确保数据传输的高效和低错误率。 测试仪的硬件设计主要包括三个部分：处理器及其存储器电路、CAN总线接口电路和RS232接口电路。处理器选择ATMEL公司的AT91RM9200，基于ARM920T内核，运行速度快，扩展能力强，可支持与PC机的实时数据交换。CAN总线接口电路采用PHILIPS的SJA1000控制器和TJA1054物理层接口，两者结合能够实现与被测节点的高效通信，并具备良好的总线故障管理能力。RS232接口使得测试仪能够与PC机进行串行通信，实现数据的在线监测和存储。 软件设计分为上位机程序和下位机程序。上位机程序基于Labwindows/CVI平台开发，这是一款专用于虚拟仪器开发的工具，支持多种通讯协议，包括USB，可以轻松实现与下位机的通信。测试程序包括人机交互界面，允许用户直观地操作和监控测试过程。 虚拟仪器技术在本设计中的应用，使得测试仪具有高度的通用性。通过更新软件，测试仪就能适应不同CAN节点的测试需求，大大提高了设备的灵活性和生产效率。整体而言，这种基于CAN总线和虚拟仪器技术的汽车CAN节点测试仪设计，是汽车电子生产测试中的重要解决方案，能够有效保障汽车电子系统的质量和安全性。