基于CAN总线和PIC单片机的汽车开关电器盒设计

　　图2 所示是TJA1050 的接口应用电路。电路中的一个120 俚牡缱鑂9，对于匹配总线阻抗起着相当重要的作用，否则，数据通信的抗干扰性和可靠性将大大降低，甚至无法通信。

2.3 信号采集及输出控制电路设计

　　汽车的各种电气工作状态检测是开关电器盒的重要工作职能之一，主要是由保险丝状态采集电路。电源电压和温度采集电路。启动电动机电流检测电路组成。

　　汽车保险丝的工作状态检测。为了可靠。准确地检测各保险丝的通断情况，本系统采用了光耦隔离的方式检测保险丝的通断。该电器盒共有充电保险丝。暖风1~2 保险丝。开关电源保险丝。常火电源保险丝。ON 档1~10 号保险丝。常火1~8 号保险丝等共24 路保险丝。保险丝检测采用了光耦隔离的检测方式，避免车上其他用电设备对电器盒系统的干扰。

开关电器盒需对电源电压进行实时监测。通过电压监测来实现高压。低压和发电机充电异常等三种异常报警：电压过高报警是当电压超过32 V 时，通过CAN 总线向仪表发出系统电压过高报警；低电压报警则是在车辆未启动时，当系统电压低于设定值23。5 V 时，要发出低电压报警，同时超过4 min切断电源总开关；发电机充电异常报警是指车辆启动后，如充电正常，则当前电源电压应大于26 V，如充电异常（ 电源电压超过32 V 或低于26 V），则通过CAN 总线向仪表发出报警。

　　由于电压报警仅需检测3 个电压值，为降低系统成本，本设计采用电阻分压的方式来进行检测。

　　本开关电器盒需检测电器盒内的温度，并通过CAN 总线将温度数据发给仪表。系统采用的是3899 200K 的NTC（ 负温度系数热敏电阻） 来检测温度，通过与一标准电阻分压后采样AD 值，最后根据阻值- 温度表格查得实际测量温度值。

　　另外就是启动电动机电流检测。汽车启动系统将蓄电池电能转化为机械能，由启动机带动发动机旋转并启动发动机。汽车在启动时，启动电动机的工作电流非常大，一般可达300~600 A。为防止启动电机的过电流对汽车电瓶及其他电路造成损坏，对启动电动机加入了电流检测电路。系统中选用了BYD BLY2-IOV2M电流传感器，在开关电器盒中采用金属铜片穿过电流传感器腔体。该传感器采用霍尔效应的测量原理，完全隔离式的测量方法，具有低功耗。宽测量范围等特点。

3 汽车开关电器盒的软件设计与实现

　　本开关盒电器软件主要由两大部分组成，包括用户功能定义设计和CAN 驱动程序设计，其程序整体架构图如图3 所示。

　　图3 中的用户功能定义程序主要包括过压监测。欠压监测。保险丝断路监测。过流监测。蓄电池充电监测。模块自检等。

　　SAE_J1939 协议驱动程序主要作用是对CAN 模块中的接收缓存的CAN 报文加以解析以及对发送缓存中的CAN 报文加以翻译。

　　SAE_J1939 协议的数据结构与CAN 报文结构有很大不同之处。它将CAN 报文的11 位标准帧以及29 位扩展 帧重新定义，对每一位都赋予特殊意义，其结构定义如下：