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摘要：伴随着社会经济的发展与进步，汽车已经成为人们重要出行工具，法律法规对汽车安全性提出了更严格要求。汽车稳定性的核心是现代化制动性能，以往液压制动系统因为制动响应缓慢、管路较多、制动液泄露导致环境污染，难以满足国内汽车制动发展要求。而CAN总线有着较强的实时性与纠错能力、高通信效率与容错性，且满足差分收发与高干扰环境传输要求，成为线控制动核心通信。就此，笔者结合实践研究，就CAN总线的汽车电子机械制动系统设计进行简要分析。
关键词：CAN总线；汽车电子机械制动；系统设计
电子机械制动是以线控技术为核心，通过中心控制单元展开电子制动踏板与传感器信号搜集，是基于控制算法得到的目标制动力。随后，借助总线展开信号输送让制动执行机构运动。现如今，电子机械制动已经成为汽车制动业发展主流方向。将CAN总线应用于汽车电子机械制动系统设计有助于电子机械制动控制，降低操作困难性，增强驾驶舒适性。
一、汽车系统设计方案
（一）汽车电子机械制动系统结构
汽车电子机械制动系统分为车轮制动与能源管理、ECU、电子制动踏板。其中，电子制动踏板由分为感觉模拟器、位移传感器、制动踏板。电子制动踏板的位移传感器接收驾驶员脚部踏板位移信号，传输至ECU再展开数据处理，完成电动机力矩控制。
（二）系统方案设计
汽车在制动过程中时常发生制动滞后现象，所以在制动时驾驶员踩下踏板，踏板位移传感器快速判断车轮制动状态，实现快速反应。汽车车轮制动器具有独立性，通过快速信息输送的车载网络集中控制，增强安全稳定性。
二、汽车电子机械制动系统硬件电路设计
（一）硬件电路设计
汽车电子机械制动系统工作环节有：驾驶员踩下制动踏板，踏板位移传感器结合位移信号判断驾驶员制动目的，将分析结果传输至ECU，展开信号处理。信号不仅控制电动机力矩输出，还让执行机构生成制动力并控制车轮。车轮制动状态关系着车轮转向摆角以及与路面的摩擦数值。因此，各车轮应单独安装传感器与制动器，保证制动回路独立性、闭环。汽车电子制动系统的核心为ECU，具有传感器信号接收功能，展开信号处理与研究。接收的信号不仅包含脉冲信号，还有模拟信号。电动机驱动设备包含驱动芯片与外围设备。电动机驱动设备不仅需要满足电子机械制动系统对其性能要求，还要满足电动机运行要求以及抗干扰性。文章中ECU选择S3C2410处理设备，其处理设备选择REIC体系结构，频率达到203MHz，具有功能消耗低、性能高的特点，串行接口丰富，有利于接入CAN控制设备。
（二）CAN总线通信电路
CAN总线通信电路分为接发器、微控制器、CAN控制器，芯片选择SJA1000、CTM1050T、AT89C52。其中，CTM1050T芯片是达到DC2500V电器隔离的接收发器芯片，能够防止浪涌、干扰形成的构件故障与总线错误不足，包含CAN接发器、ESD总线、电源保护电路、隔离电路等。经过RXD与TXD引脚能够与SJA1000连接。使用MAX708芯片能够达到高低电平复位信号输出，经过VCC电压、手动复位输入控制触发复位信号。
三、汽车电子机械制动系统软件设计
基于模块化展开设计，各子系统能够完成内部编程，总程序内调用，通过C语言展开编程。制动系统连接电源后由节点处理器与CAN控制器复位，随后S3C2410芯片展开控制器优化。系统主程序处于第一级，主要协调各子成粗、CAN通讯程序、执行器驱动流程、信号搜集位于第二级。CAN通讯协议得在数据链路层与物理层展开，软件设计过程中人们结合具体要求实现CAN应用层协议编制。CAN要求结合标识符分化、标识符ID大小定义优先级。CAN总线作为设计设计的组成部分，CAN通信流程也是其他功能的保障。CAN通讯则是基于控制器初期展开信息接收。
（一）控制器初始化
CAN控制器通电复位后呈现Configuration，运行准备时要求初始化。关于MCP2510，初始化设计为：S3C2410芯片经过SPI串口设计向MCP2510的片选CS输出低电平优化。MCP2510优化设计包含波特率、过滤器、收发缓冲区状态。为防止MCP2510“忙”从而约束数据传输总体性，操作后添加延时程序。达到数据读写作用的部分函数分为：s3c2410_mcp2510_write（data）；//控制器写数据；s3c2410_mcp2510_read（data）；//控制器读数据；s3c2410_mcp2510_ioctl（data）；//完成總线波。
（二）报文收发环节
分析缓冲区有无空闲，若不空闲则要求释放一定空间。随后，输入数据；报文发送准备阶段检验待发送信息报文格式是否符合要求，如果符合则启动发动程序。在接收流程程序图时，关于发送程序，接收程序较为繁杂。不仅要求达到接收功能，还要求接收错误报警信息。制动系统设计要求有较强的通讯实时效果，要求选取中断接收形式。控制器接收信息指导缓冲区满，中断触发，由处理器输送接收保温中断请求，结束报文接收。
四、基于CAN总线的汽车电子机械制动系统设计实验
CAN总线有着较强的稳定性、适用性、灵活性。CAN总线是基于非破坏总线仲裁技术，根据阶段信息划分为多种优先级别，达到实时性效果。数据链路层、物理层构成CAN总线。在总线内传输不同格式信息过程中，不同格式信息的标识码相同，标准格式帧优先级大于拓展式帧优先级。
汽车电子机械制动系统分为：电动机驱动（AQMD2410NS）、位移传感器（KTR-A，位移为0～100mm）、电压传感器（JYVS-DC0075D，电压为0～30V）、力矩传感器（AKC-11，力矩为0～50N？m）。根据踏板位移和电动机电枢电压关系分析，踏板位移和电动机电枢电压为线性关系，代表踏板位移传感器搜集的踏板位移信号经过ECU处理。其结果分为：电动机驱动形成的电枢电压处于标准区域。根据踏板位移和电动机输出力矩关系表示解决了电动机主体的磁滞问题。根据执行机构负载特点曲线分为：常规环境下作用于制动盘压力和丝杠位移关系。伴随着丝杠位移的提高，制动盘压力提高。荷载特点曲线较为光滑，制动盘压力和丝杠位移呈函数关系。拟合曲线和检测曲线重叠，代表制定机构负载稳定。
结语：
综合分析，通过对CAN总线通讯在汽车电子机械制动系统的运用分析，汽车电子机械制动系统作为线控技术得到有效运用，有着高控制性、延伸性性 特点。CAN总线因为有调节水平与实效性、通讯效率高与容错性强，得符合差分收发与抗干扰性，能够协调制动中搜集与处理数据信息缺陷。结合CAN总线的汽车电子机械制动系统的方案设计，达到对车轮智能化、信息化控制，操作简单，增强了汽车乘坐舒适性和行驶安全性能。
参考文献：
[1]刘胜男.汽车电子机械制动系统CAN总线通信的分析[J].汽车与驾驶维修（维修版），2018（05）.
[2]陈聪.基于单双CAN总线转换的汽车电子测试设备的设计[J].信息通信，2017（05）.
[3]秦嘉诚，陈炳林.基于CAN总线的汽车电子换挡控制模块的设计[J].仪表技术，2017（02）.
[4]肖盼，王灏波.CAN总线在汽车电子集成控制系统中的应用[J].电脑迷，2017（01）.
[5]吴金华.基于CAN总线的汽车电子控制系统单元设计[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015（09）.
关键词：CAN总线；汽车电子机械制动；系统设计
电子机械制动是以线控技术为核心，通过中心控制单元展开电子制动踏板与传感器信号搜集，是基于控制算法得到的目标制动力。随后，借助总线展开信号输送让制动执行机构运动。现如今，电子机械制动已经成为汽车制动业发展主流方向。将CAN总线应用于汽车电子机械制动系统设计有助于电子机械制动控制，降低操作困难性，增强驾驶舒适性。
一、汽车系统设计方案
（一）汽车电子机械制动系统结构
汽车电子机械制动系统分为车轮制动与能源管理、ECU、电子制动踏板。其中，电子制动踏板由分为感觉模拟器、位移传感器、制动踏板。电子制动踏板的位移传感器接收驾驶员脚部踏板位移信号，传输至ECU再展开数据处理，完成电动机力矩控制。
（二）系统方案设计
汽车在制动过程中时常发生制动滞后现象，所以在制动时驾驶员踩下踏板，踏板位移传感器快速判断车轮制动状态，实现快速反应。汽车车轮制动器具有独立性，通过快速信息输送的车载网络集中控制，增强安全稳定性。
二、汽车电子机械制动系统硬件电路设计
（一）硬件电路设计
汽车电子机械制动系统工作环节有：驾驶员踩下制动踏板，踏板位移传感器结合位移信号判断驾驶员制动目的，将分析结果传输至ECU，展开信号处理。信号不仅控制电动机力矩输出，还让执行机构生成制动力并控制车轮。车轮制动状态关系着车轮转向摆角以及与路面的摩擦数值。因此，各车轮应单独安装传感器与制动器，保证制动回路独立性、闭环。汽车电子制动系统的核心为ECU，具有传感器信号接收功能，展开信号处理与研究。接收的信号不仅包含脉冲信号，还有模拟信号。电动机驱动设备包含驱动芯片与外围设备。电动机驱动设备不仅需要满足电子机械制动系统对其性能要求，还要满足电动机运行要求以及抗干扰性。文章中ECU选择S3C2410处理设备，其处理设备选择REIC体系结构，频率达到203MHz，具有功能消耗低、性能高的特点，串行接口丰富，有利于接入CAN控制设备。
（二）CAN总线通信电路
CAN总线通信电路分为接发器、微控制器、CAN控制器，芯片选择SJA1000、CTM1050T、AT89C52。其中，CTM1050T芯片是达到DC2500V电器隔离的接收发器芯片，能够防止浪涌、干扰形成的构件故障与总线错误不足，包含CAN接发器、ESD总线、电源保护电路、隔离电路等。经过RXD与TXD引脚能够与SJA1000连接。使用MAX708芯片能够达到高低电平复位信号输出，经过VCC电压、手动复位输入控制触发复位信号。
三、汽车电子机械制动系统软件设计
基于模块化展开设计，各子系统能够完成内部编程，总程序内调用，通过C语言展开编程。制动系统连接电源后由节点处理器与CAN控制器复位，随后S3C2410芯片展开控制器优化。系统主程序处于第一级，主要协调各子成粗、CAN通讯程序、执行器驱动流程、信号搜集位于第二级。CAN通讯协议得在数据链路层与物理层展开，软件设计过程中人们结合具体要求实现CAN应用层协议编制。CAN要求结合标识符分化、标识符ID大小定义优先级。CAN总线作为设计设计的组成部分，CAN通信流程也是其他功能的保障。CAN通讯则是基于控制器初期展开信息接收。
（一）控制器初始化
CAN控制器通电复位后呈现Configuration，运行准备时要求初始化。关于MCP2510，初始化设计为：S3C2410芯片经过SPI串口设计向MCP2510的片选CS输出低电平优化。MCP2510优化设计包含波特率、过滤器、收发缓冲区状态。为防止MCP2510“忙”从而约束数据传输总体性，操作后添加延时程序。达到数据读写作用的部分函数分为：s3c2410_mcp2510_write（data）；//控制器写数据；s3c2410_mcp2510_read（data）；//控制器读数据；s3c2410_mcp2510_ioctl（data）；//完成總线波。
（二）报文收发环节
分析缓冲区有无空闲，若不空闲则要求释放一定空间。随后，输入数据；报文发送准备阶段检验待发送信息报文格式是否符合要求，如果符合则启动发动程序。在接收流程程序图时，关于发送程序，接收程序较为繁杂。不仅要求达到接收功能，还要求接收错误报警信息。制动系统设计要求有较强的通讯实时效果，要求选取中断接收形式。控制器接收信息指导缓冲区满，中断触发，由处理器输送接收保温中断请求，结束报文接收。
四、基于CAN总线的汽车电子机械制动系统设计实验
CAN总线有着较强的稳定性、适用性、灵活性。CAN总线是基于非破坏总线仲裁技术，根据阶段信息划分为多种优先级别，达到实时性效果。数据链路层、物理层构成CAN总线。在总线内传输不同格式信息过程中，不同格式信息的标识码相同，标准格式帧优先级大于拓展式帧优先级。
汽车电子机械制动系统分为：电动机驱动（AQMD2410NS）、位移传感器（KTR-A，位移为0～100mm）、电压传感器（JYVS-DC0075D，电压为0～30V）、力矩传感器（AKC-11，力矩为0～50N？m）。根据踏板位移和电动机电枢电压关系分析，踏板位移和电动机电枢电压为线性关系，代表踏板位移传感器搜集的踏板位移信号经过ECU处理。其结果分为：电动机驱动形成的电枢电压处于标准区域。根据踏板位移和电动机输出力矩关系表示解决了电动机主体的磁滞问题。根据执行机构负载特点曲线分为：常规环境下作用于制动盘压力和丝杠位移关系。伴随着丝杠位移的提高，制动盘压力提高。荷载特点曲线较为光滑，制动盘压力和丝杠位移呈函数关系。拟合曲线和检测曲线重叠，代表制定机构负载稳定。
结语：
综合分析，通过对CAN总线通讯在汽车电子机械制动系统的运用分析，汽车电子机械制动系统作为线控技术得到有效运用，有着高控制性、延伸性性 特点。CAN总线因为有调节水平与实效性、通讯效率高与容错性强，得符合差分收发与抗干扰性，能够协调制动中搜集与处理数据信息缺陷。结合CAN总线的汽车电子机械制动系统的方案设计，达到对车轮智能化、信息化控制，操作简单，增强了汽车乘坐舒适性和行驶安全性能。
参考文献：
[1]刘胜男.汽车电子机械制动系统CAN总线通信的分析[J].汽车与驾驶维修（维修版），2018（05）.
[2]陈聪.基于单双CAN总线转换的汽车电子测试设备的设计[J].信息通信，2017（05）.
[3]秦嘉诚，陈炳林.基于CAN总线的汽车电子换挡控制模块的设计[J].仪表技术，2017（02）.
[4]肖盼，王灏波.CAN总线在汽车电子集成控制系统中的应用[J].电脑迷，2017（01）.
[5]吴金华.基于CAN总线的汽车电子控制系统单元设计[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015（09）.