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基于STM32的CAN总线数据采集卡设计汇报人：2024-01-25

引言STM32微控制器概述CAN总线技术基础数据采集卡硬件设计数据采集卡软件设计系统测试与性能评估总结与展望目录

01引言

123随着汽车技术的不断进步，CAN总线已成为汽车电子领域的主要通信协议之一。汽车电子领域快速发展在汽车研发、生产、维修等环节中，对CAN总线数据的采集需求日益增加。数据采集需求增加STM32微控制器具有高性能、低功耗、易于开发等优势，适用于CAN总线数据采集卡的设计。STM32微控制器的优势背景与意义

能够实时监听CAN总线上的数据，并进行解析和存储。实现CAN总线数据的实时采集兼容不同厂商和设备的CAN协议，提高通用性和适应性。支持多种CAN协议确保数据采集卡在复杂电磁环境下的稳定性和可靠性。高可靠性和稳定性采用模块化设计，方便后续功能扩展和硬件升级。易于扩展和升级设计目标与要求

总结与展望总结本次设计的成果与不足，并展望未来的改进方向和应用前景。测试与验证结果展示对所设计数据采集卡的测试与验证结果，包括功能测试、性能测试等。软件设计说明阐述软件部分的设计，包括CAN协议栈的实现、数据采集与处理算法等。设计方案介绍阐述基于STM32的CAN总线数据采集卡的整体设计方案。硬件设计说明详细介绍硬件部分的设计，包括微控制器选型、CAN接口电路、电源电路等。汇报范围

02STM32微控制器概述

STM32微控制器特点基于ARMCortex-M内核，提供出色的计算能力和低功耗特性。支持多种通信接口，如USART、I2C、SPI等，方便与外部设备连接。提供完善的软件开发工具和库，降低开发难度和周期。经过严格的质量控制和测试，确保在各种环境下稳定可靠运行。高性能丰富的外设接口易于开发可靠性高

根据实际需求选择合适的STM32系列芯片，如STM32F1、STM32F4等。主控芯片选型外设资源配置存储资源分配根据数据采集卡的需求，配置相应的外设资源，如CAN接口、ADC模块、GPIO端口等。合理分配程序运行所需的RAM和ROM空间，确保系统稳定运行。030201STM32选型及资源配置

推荐使用KeilMDK或STM32CubeIDE，提供完善的代码编辑、编译和调试功能。集成开发环境（IDE）编程语言调试工具硬件仿真器主要使用C语言和汇编语言进行开发，其中C语言为主流编程语言。使用JTAG或SWD接口连接调试器，如ST-Link或J-Link，实现程序的下载和在线调试。可选购合适的硬件仿真器，用于模拟实际运行环境，提高开发效率。开发环境与工具链

03CAN总线技术基础

CAN（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网络，是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议分为CAN2.0A和CAN2.0B两个版本，其中CAN2.0A只支持11位标识符的标准帧格式，而CAN2.0B同时支持11位标识符的标准帧格式和29位标识符的扩展帧格式。CAN协议采用非破坏性仲裁技术，当多个节点同时发送数据时，优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，而优先级低的节点则主动停止发送。CAN总线协议简介

通信原理CAN总线通信采用差分信号传输方式，因此可以有效抵抗外界干扰，提高信号传输的可靠性。在通信过程中，CAN控制器负责将数据打包成CAN报文并通过CAN收发器发送到总线上，同时接收并处理其他节点发送的CAN报文。多主控制CAN总线上的任意节点均可在任意时刻主动向其他节点发送信息，无主从之分。系统柔软性CAN总线可通过增加或减少节点来灵活配置系统，无需对现有硬件或软件进行修改。CAN总线通信原理及特点

高速通信CAN总线的通信速率最高可达1Mbps，可满足实时性要求较高的应用需求。错误检测和恢复CAN协议具有完善的错误检测和处理机制，能够及时发现并处理通信过程中的错误。CAN总线通信原理及特点

数据采集远程监控多节点协同工作故障诊断CAN总线在数据采集中的应用通过CAN总线连接传感器或执行器节点，实现数据的实时采集和传输。在复杂的数据采集系统中，可通过CAN总线连接多个节点，实现多节点之间的协同工作和数据共享。利用CAN总线的远程通信能力，实现对远程设备的实时监控和数据采集。利用CAN总线的错误检测和处理机制，实现对数据采集系统中故障节点的快速定位和诊断。

04数据采集卡硬件设计

采用STM32微控制器作为主控制器，负责整个系统的控制和管理。主控制器通过CAN总线接口与CAN网络进行通信，实现数据的接收和发送。CAN总线接口根据实际需求设计相应的数据采集模块，如模拟量输入、数字量输入等。数据采集模块为整个系统提供稳定可靠的电源。电源模块硬件总体架构设计

核心电路设计与选型微控制