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stm32项目（24）——基于STM32的汽车CAN通信系统

news 2025/8/10 5:41:15

1.实现功能

主要是通过CAN通信协议，控制汽车的：两个转向灯，一个倒车灯，两个大灯。转向灯用一个电位器模拟方向盘，往左拧（即左转）自动打开左转向灯，右转同上。倒车就用一个按钮模拟，按下按钮倒车灯亮。大灯分出近光灯和远光灯，用亮度区分。
控制模式分为自动与手动两种，手动就是用按键控制，自动模式下：光敏传感器检测到天黑时，自动打开远光灯，天亮关灯；天黑且红外传感器检测到对向有来车时，自动切换为近光灯。
整个系统的相关信息会显示在OLED屏幕上，以便掌握系统实时状态。
（整个系统分为上位机与下位机，上位机发送指令，下位机接收并进行灯光控制）

2.原理图

发送端：

接收端：

3.演示视频

汽车CAN通信系统

要使用到两个CAN通信模块，连接方式如视频所示

4.主要模块介绍

4.1 CAN通信模块

TJA1050模块

TJA1050 是高速CAN总线收发器，用于实现单片机与CAN总线网络的物理层连接，广泛应用于汽车电子、工业控制等领域。

1. 基本特性

兼容标准：支持 ISO 11898-2 高速CAN（最高1Mbps）。
工作电压：
- VCC：4.5V~5.5V（逻辑侧电源）。
- VBAT：电池电压（支持车辆12V/24V系统，防反接保护）。
接口保护：
- ±8kV ESD保护（抗静电）。
- 总线引脚抗短路和过压（-27V~+40V）。
低功耗模式：支持静默模式（Silent Mode）和睡眠模式（低功耗待机）。

2. 模块接口（6引脚）

引脚	功能	连接说明
TXD	发送数据输入	接单片机CAN控制器TXD引脚
RXD	接收数据输出	接单片机CAN控制器RXD引脚
VCC	逻辑电源（5V）	接单片机5V电源
GND	接地	与单片机共地
CANH	CAN总线高电平线	接CAN总线差分线CAN_H
CANL	CAN总线低电平线	接CAN总线差分线CAN_L

📌 注意：

CANH和CANL需加 120Ω终端电阻（总线两端各一个，匹配阻抗）。

若单片机无内置CAN控制器，需外接 CAN控制器芯片（如MCP2515）。

3. 信号传输（差分通信）

CAN总线电平逻辑

显性电平（Dominant）：表示逻辑0，强制拉低总线。
- CANH ≈ 3.5V，CANL ≈ 1.5V（差分电压+2V）。
隐性电平（Recessive）：表示逻辑1，总线悬空。
- CANH ≈ 2.5V，CANL ≈ 2.5V（差分电压0V）。

数据帧结构（基于CAN 2.0B）

仲裁段：11位标识符（标准帧）或29位（扩展帧）。
数据段：0~8字节用户数据。
CRC校验：保证数据完整性。

4. 工作原理

发送数据：
- 单片机通过CAN控制器（如STM32的bxCAN）将数据发送到TJA1050的TXD引脚。
- TJA1050将逻辑信号转换为CAN差分信号（CANH/CANL）。
接收数据：
- TJA1050检测总线差分电压，将信号转换为逻辑电平通过RXD输出给单片机。
冲突处理：
- CAN总线通过 非破坏性仲裁（标识符优先级）解决多节点同时发送的冲突。