第三、四讲 汽车单片机局域网技术ppt课件.ppt

第三、四讲 汽车单片机局域网技术汽车单片机及局域网技术汽车单片机及局域网技术汽车教研室汽车教研室 李军李军汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础1 1、汽车电子控制技术、汽车电子控制技术自动控制定义：应用控制装置自动地，自动控制定义：应用控制装置自动地，不用人工干预，采用其它的干扰方法不用人工干预，采用其它的干扰方法而有目的的操纵机器设备的过程，使而有目的的操纵机器设备的过程，使之具有一定的状态或性能。之具有一定的状态或性能。1 1）、典型的主动控制系统组成）、典型的主动控制系统组成检测反馈单元检测反馈单元 传感器：把非电量转换成点亮的装置，传感器：把非电量转换成点亮的装置，电量才能进行电子处理。电量才能进行电子处理。 传感器分参量形和电量形两大类，温传感器分参量形和电量形两大类，温度的变化转化成电阻的变化是参量形；度的变化转化成电阻的变化是参量形；阳光的照射强度转换成电压是电量形阳光的照射强度转换成电压是电量形传感器。传感器。指令信号处理单元指令信号处理单元 接收并发布命令的单元，通过人机对话，接收并发布命令的单元，通过人机对话，传感器信号制定执行命令，并进行发传感器信号制定执行命令，并进行发送。送。检测反馈单元检测反馈单元 将执行结果进行检测后反馈跟指令信号将执行结果进行检测后反馈跟指令信号处理单元进行结果补偿校正用。处理单元进行结果补偿校正用。动力源动力源干扰源干扰源指令及指令及信号处信号处理单元理单元转换放大转换放大单元单元执行执行部件部件受控受控对象对象检测反馈单元检测反馈单元执行部件执行部件 执行器是直接驱动受控部件执行器是直接驱动受控部件动力源动力源 动力源泉，主要有点气动力和流动力源泉，主要有点气动力和流体动力源体动力源转换放大单元转换放大单元 将命令转换成适合不同类型执行将命令转换成适合不同类型执行器动力的部件器动力的部件干扰不是系统的组成部分，是外干扰不是系统的组成部分，是外界的影响。界的影响。汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础1 1、汽车电子控制技术、汽车电子控制技术2 2）、汽车电子控制单元）、汽车电子控制单元 汽车控制电子单元通常所讲的汽车控制电子单元通常所讲的ECUECU输入输入电路电路A/DA/D转转换器换器输出输出电路电路执行执行器器模拟模拟信号信号数字数字信号信号输入输入电路电路I/OI/O存储器存储器RAMRAMROMROMCPUCPU微机微机汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础1 1、汽车电子控制技术、汽车电子控制技术2 2）、汽车电子控制单元）、汽车电子控制单元汽车电子控制系统是由多个控制单元组成的，早期每个单元之间没有太大的联系，相对独立，计算机网络在汽车里应用之后，为了数据共享，使得每个单元之间连接紧密，互相配合才能完成整个任务。 、燃油系统燃油系统ECU1传动系统传动系统ECU2防盗系统防盗系统ECU3空调系统空调系统ECU4ASR系统系统ABS系统系统汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础 2 2、汽车电控单元连接方式、汽车电控单元连接方式 1 1）、主从式多机系统）、主从式多机系统 2 2）、总线式多机系统）、总线式多机系统主主机机从机从机1从机从机2从机从机3从机从机4从机从机n电控单元电控单元1（单片机）（单片机）总线接口总线接口电控单元电控单元n （单片机）（单片机）总线接口总线接口电控单元电控单元2 （单片机）（单片机）总线接口总线接口数据传输终端数据传输终端数据传输总线数据传输总线汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础 3）总线式传输的特点收音机收音机车载电话车载电话导航系统导航系统CD播放器播放器功率放大器功率放大器电视机模块电视机模块后视镜后视镜电动窗电动窗中央门锁中央门锁控制开关控制开关位置电机位置电机传感器传感器控制面板控制面板车门模块车门模块座椅模块座椅模块车灯系统车灯系统气囊系统气囊系统空调系统空调系统仪表板网关仪表板网关发动机管理发动机管理自动变速器自动变速器牵引控制系统牵引控制系统ABS+ASR诊断电脑诊断电脑汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础3、汽车单片机机局域网的基本概念、汽车单片机机局域网的基本概念1）网络技术在汽车上的应用）网络技术在汽车上的应用 分散控制：早期的单片机在汽车上的应用分散控制：早期的单片机在汽车上的应用 集中控制：单片机技术在汽车中应用发展一定时间之后采集中控制：单片机技术在汽车中应用发展一定时间之后采用。尤其是环保要求越来越高，分散控制不能满足要求。用。尤其是环保要求越来越高，分散控制不能满足要求。2）汽车网络系统的重要概念）汽车网络系统的重要概念 多路传输：在同一通道或线路同时传输多条信息。多路传输：在同一通道或线路同时传输多条信息。 模块：一种电子装置，在多路传输系统中常常称作节点。模块：一种电子装置，在多路传输系统中常常称作节点。 总线：总线是节点之间进行数据传输的载体（导线、光总线：总线是节点之间进行数据传输的载体（导线、光纤），在单片机系统中包括：数据总线、地址和控制总线。纤），在单片机系统中包括：数据总线、地址和控制总线。 网络：网络： 通讯协议：是指通信双方控制信息交换规则的标准和约定通讯协议：是指通信双方控制信息交换规则的标准和约定的集合。的集合。 总线速度：是指单位时间总线上所能交换的最大信息量。总线速度：是指单位时间总线上所能交换的最大信息量。汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础 4 4、汽车网络参考模型、汽车网络参考模型 OSIOSI参考模型：国际标准化组织（参考模型：国际标准化组织（ISOISO）7979年提出的开放式年提出的开放式系统互联参考模型，简称系统互联参考模型，简称ISO/OSIISO/OSI参考模型。参考模型。 OSIOSI参考模型的基本功能参考模型的基本功能7 7应用层应用层最高层：用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换最高层：用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换6 6表示层表示层将两个应用数据格式不同的系统信息转化成两个系统都能理解的将两个应用数据格式不同的系统信息转化成两个系统都能理解的格式格式5 5会话层会话层依靠低层的通讯功能来进行数据有效传递依靠低层的通讯功能来进行数据有效传递4 4传输层传输层两个节点之间进行数据传递控制：数据重发、数据传递错误修复。两个节点之间进行数据传递控制：数据重发、数据传递错误修复。3 3网络层网络层规定了网络传递的建立，维持和拆除的协议，如路由和寻址。规定了网络传递的建立，维持和拆除的协议，如路由和寻址。2 2数据链路数据链路层层规定了截至上传输数据位的排列和组织，如数效验和和帧结构规定了截至上传输数据位的排列和组织，如数效验和和帧结构1 1物理层物理层规定通信介质的物理性质特性等：如电气特性和信号交换解释。规定通信介质的物理性质特性等：如电气特性和信号交换解释。汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础 汽车网络参考模型 按照汽车网络的规模，他应该属于局域网，总线型结构。但他不采用ISO/OSI的7层参考模型，仅仅使用了应用层、物理层和数据链路层。原因有三：第一是在处理时间和控制信息方面ISO/OSI的各层位、数据和时间开销过大。第二是ISO/OSI的协议对象主要是广域网络和较大的计算机之间的通信系统。第三是由于办公用计算机之间不需要实时通讯，因此在分布式计算机系统中ISO/OSI协议不可能准确的支持汽车内部的微机之间通信。 汽车网络包括两大部分：第一通信部分；第二是网络管理部分。应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层物理介质物理介质应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层发送端发送端接收端接收端汽车单片机局域网基础汽车单片机局域网基础3 3、汽车网络参考模型各层的基本功能、汽车网络参考模型各层的基本功能 1 1）应用层）应用层 为应用软件提供接口和服务。各生产厂商都应用为应用软件提供接口和服务。各生产厂商都应用自己的标准。自己的标准。 2 2）物理层）物理层 所涉及的典型问题：机械特性、电气特性、功能所涉及的典型问题：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性（传输速率、信道容量、数据编特性、规程特性（传输速率、信道容量、数据编码与译码）码与译码） 3 3）数据链路层）数据链路层电子控制单元电子控制单元2（节（节点）点）物理层物理层电子控制单元电子控制单元3（节点）（节点）物理层物理层电子控制单元电子控制单元1（节（节点）点）物理层物理层