一、概述
　　隨著汽車工業以及自動化程度的發展，現代汽車中所使用的電子控制系統和通訊系統越來越多，如發動機電控系統、自動變速器控制系統、防抱死制動系統（ABS）、自動巡航系統（ACC）和車載多媒體系統等，這些系統之間。系統和汽車的顯示儀表之間，系統和汽車故障診斷系統之間均需要進行數據交換，如此巨大的數據交換量，如仍然采用傳統數據交換的方法，即用導線進行點對點的連接的傳輸方式將是難以想象的，因此，用串行數據傳輸系統取而代之就成為必然的選擇。目前汽車上的電子部件越來越多，它們分別擔負著不同的作用并掛在不同的總線－ CAN總線上。CAN 是控制局域網絡（Control Area Network）的簡稱[/B]，最早由德國BOSCH 公司推出，用于汽車內部測量與執行部件之間的數據通信。其總線規范已被ISO 國際標準組織制訂為國際標準。CAN 的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的效字節數為8 個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當節點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能，以切斷該節點與總線的聯系，使總線上的其他節點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。CAN 總線開始被用于汽車的電子系統通訊上起源于歐洲，它具有極強的抗干擾能力及糾錯能力。汽車在運行過程中，所屬電子部件之間需要進行通訊以交換實時數據，但是由于這些電子部件可能分別掛在不同的CAN總線上，而不同的CAN總線具有不同的數據傳輸速率，所以不同的CAN總線之間不能直接進行數據通訊，這就需要一個CAN總線網關控制器來進行協調高速CAN總線和低速CAN總線之間的通信。示意圖如下圖所示。

　　二、硬件設計
　　1、 總體框圖
　　作為一個工業上應用的可靠CAN節點，看門狗、電源隔離和信號隔離是必要的，總體原理框圖如下：

　　2、 硬件原理圖
　　從以上可以看出，該硬件電路主要由三部分組成。
　　I、 處理器最小系統
　　處理器采用帶有兩路CAN接口的ARM7系列單片機 － LPC2119，該單片機內部有兩路CAN接口、32位處理器、內部總線結構為哈佛總線結構。如下圖所示：

　　復位電路主要采用采用專用復位芯片SP706以及數據緩沖芯片74HC125來構成，如下圖所示：

　　該電路具有按鍵復位、上電復位和低電壓復位功能。按鍵復位主要用于系統調試功能，經74HC125可以輸出兩路復位信號－系統復位信號和JTAG復位信號。
　　時鐘電路采用常用的無源晶振與微調電容組成。如圖所示。

　　程序燒寫口采用JTAG方式，比較方便在線調試。如圖所示。

　　II、 電源控制部分
　　本系統共需要四組電源：5V、3.3V、1.8V，另外還有CAN隔離電源（5V）。電源主芯片采用開關電源AP1509，其中5V電源是主電源，為其他各組電源提供輸入電源，由于汽車上只有DC12V電源，所以需要進行DC/DC轉換，電路如下：

　　AP1509是一款寬輸入電壓范圍的DC/DC轉換器，輸入電壓可高達22V，輸出負載電流可高達2A。并且有可控輸入信號端SD，可以切斷或開啟該芯片的正常工作，以達到節電的目的。
　　本系統的處理器LPC2119需要兩組電源－ 3.3V和1.8V，其中1.8V為處理器的內核電源，3.3V為處理器的I/O電源，電路如下：

　　由于CAN總線現場的電磁干擾非常強，所以需要對CAN電源進行單獨隔離，避免干擾處理器的正常運行。主要就是采用一個隔離芯片，電路如下：

　　III、 CAN收發電路
　　該部分是系統的核心部分。共有兩路完全相同的電路分別掛在兩路CAN總線上。
　　電路如下：

　　CAN電路部分與處理器部分需要通過光耦進行電氣隔離。采用了高速光耦芯片
　　TLP113。CAN收發器芯片采用TJA1050，該芯片的主要特點有：
　　● 高速 (高達 1 Mbaud)
　　● 至少可以連接110個節點
　　● 總線保護及終端保護功能
　　● 符合ISO 11898 標準
　　從上圖可以看出，在結構上，CAN收發器TJA1050左側連接系統處理器，右側連接CAN總線。實現了單片機對CAN總線數據的操作。
　　三、軟件設計
　　CAN 是一種實時數據總線，它不需要給出信號接受者的地址，信號發送者將安全編碼后的數據發給所有的接受者。高速的CAN 總線每毫秒內可傳送32bytes 有效數據。每個信號接受者從總線上讀取其所需的數據。CAN總線數據的收發遵循CAN-BUS 2.0協議，運用到汽車上即為j1939協議。CAN-BUS 技術減少了線束的數量和控制器接口的引腳數，與此同時可以更簡單、迅速地實現在線編程、診斷，甚至多個控制器共同作用等新功能。當停車發動機熄火時，CAN-BUS 的舒適型系統將自動處于休眠狀態，整個系統處于最低耗電狀態，從而節省能源的消耗。一旦接受到車門開啟等信號，無需發動機啟動，系統立即被喚醒而激活，開始接受各處節點傳遞的信息。本裝置主要負責兩條CAN總線上數據的互相轉發,并不對數據作任何改動或診斷,即全透明傳輸.設置高速CAN總線上的數據傳送速率為500K,低速CAN總線上的數據傳送速率為125K.汽車上的每個電子模塊均有CAN接口,以連接到CAN總線上.汽車運行時,所有電子模塊均通過各自的CAN接口向CAN總線發送系統實時數據,而需要CAN數據的模塊則從CAN總線接收數據,然后再作處理或診斷.軟件總體架構采用中斷結構,數據幀采用8位標準幀格式.該車載網關控制器的軟件流程圖如下:

　　主程序流程圖
　　中斷服務程序流程圖
　　目前CAN總線在汽車上已經得到廣泛應用，包括雅閣、新天籟、邁騰、領域、奧迪、寶馬、奔馳、凌志等！