车载CAN总线数据采集与故障诊断装置设计与实现
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摘要
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随着汽车电子系统的复杂化，控制器局域网（CAN）总线作为车载网络的核心通信协议，其可靠性与实时性直接关系到车辆的安全与性能。然而，传统故障诊断方法（如OBD-II）存在实时性不足、协议支持有限等缺陷。本文设计并实现了一种基于STM32微控制器的车载CAN总线数据采集与故障诊断装置，旨在实现高实时性、多协议兼容的故障检测与数据分析功能。
本设计的硬件平台采用STM32F407作为主控制器，搭配高速CAN收发器MCP2551，通过优化信号调理电路（TVS二极管防护、共模扼流圈EMI抑制）和PCB布局（阻抗匹配、地平面分割），显著提升了抗干扰能力。软件层面构建了分层架构：驱动层实现CAN控制器初始化与数据收发，协议层支持J1939/CANopen等自定义解析，应用层集成基于错误帧统计的故障诊断算法，可实时检测总线短路、断路、EMI干扰等异常状态。
创新点包括：
- 多模式数据存储 ：采用TF卡环形缓冲区与上位机UDP传输双通道，确保500帧/秒高负载下丢帧率