Rede Can Automotiva

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB - UNIFEI

    Marco Antonio Marques

    CAN AUTOMOTIVO

    SISTEMA DE MONITORAMENTO

    Dissertao submetida ao Programa de Ps-

    Graduao em Engenharia Eltrica como

    requisito parcial obteno do ttulo de Mestre

    em Cincias em Engenharia Eltrica, na rea

    de Concentrao Automao e Sistemas

    Eltricos Industriais

    Orientadora: Profa. Dra. Lucia Regina Horta Franco

    Itajub, abril de 2004

  • ii

    UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB - UNIFEI

    Marco Antonio Marques

    CAN AUTOMOTIVO

    SISTEMA DE MONITORAMENTO

    Dissertao aprovada por banca examinadora em 29 de Abril de 2004, conferindo ao

    autor o ttulo de Mestre em Cincias em Engenharia Eltrica, na rea de Concentrao

    Automao e Sistemas Industrias.

    Banca Examinadora:

    Prof. Dr. Carlos Eduardo Cugnasca (USP)

    Prof. Dr. Valberto Ferreira da Silva (UNIFEI)

    Profa. Dra. Lucia Regina Horta Franco (Orientadora - UNIFEI)

  • iii

    DEDICATRIA:

    Dedico este trabalho a minha esposa Miriam e meus filhos Michel e Miriane que tiveram

    pacincia e me deram bastante incentivo; minha esposa Mirian que nunca faltou com suas

    palavras de carinho, apoio e principalmente amor. Meus pais e meus sogros que sempre

    incentivaram o meu trabalho e sempre me ajudaram.

  • iv

    AGRADECIMENTOS:

    Agradecimentos s pessoas que de alguma forma auxiliaram a realizao deste trabalho

    de dissertao atravs do apoio moral, principalmente a minha esposa Miriam e at

    mesmo apoio tcnico principalmente de Everton Lvio Pedon Ribeiro e dentre os muitos

    colaboradores da Universidade Federal de Itajub, Universidade de Mogi das Cruzes e a

    empresa Arcicar de Mogi das Cruzes destacam-se: os colegas Gustavo Gonalves,

    Thiago Almeida, Ricardo Bannwart e Arcidio da Arcicar.

    Agradecimento especial ao professor Wilton Ney do Amaral Pereira que com sua palavra

    de apoio e com sua ajuda foi possvel iniciar o curso.

    E Prof Lcia Franco, pessoa responsvel pelo sucesso do trabalho nas questes

    tcnicas e apoio moral um agradecimento muito especial.

  • v

    SUMRIO

    DEDICATRIA: ...........................................................................................................III AGRADECIMENTOS:..................................................................................................IV SUMRIO....................................................................................................................... V RESUMO...................................................................................................................... VII ABSTRACT.................................................................................................................VIII LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................IX LISTA DE TABELAS....................................................................................................XI LISTA DE ROTINAS ....................................................................................................XI LISTA DE ABREVIATURAS..................................................................................... XII 1 CAPTULO 1 - INTRODUO................................................................................. 1

    1.1 Motivao do tema.................................................................................................1 1.2 Sinopse do trabalho escrito.....................................................................................3 1.3 Objetivos................................................................................................................4

    2 CAPTULO 2 REDE DIGITAL SERIAL ............................................................... 7 2.1 Protocolo CAN.......................................................................................................7 2.2 Sistema no multiplexado - convencional ...............................................................7 2.3 Sistema multiplexado...........................................................................................10

    2.3.1 Introduzindo os protocolos para sistema multiplexado..................................10 2.3.2 Arquiteturas para so dos protocolos...............................................................11 2.3.3 N no modo passivo ou ativo........................................................................13

    2.4 Revoluo do barramento multiplexado................................................................15 3 CAPTULO 3 - CAN ................................................................................................. 20

    3.1 Mensagens do CAN..............................................................................................20 3.2 Formato das mensagens CAN...............................................................................20 3.3 O Frame de dados (DATA frame).........................................................................22 3.4 Remote frame.......................................................................................................27 3.5 CAN e as 7 camadas do modelo OSI da ISO.........................................................27 3.6 Transmisso de mensagens CAN..........................................................................29 3.7 Elementos que integram o CAN-Bus de dados......................................................29

    4 CAPTULO 4 CONTROLADOR CAN................................................................. 37 4.1 Estudo do MCP2510.............................................................................................37 4.2 Registros internos.................................................................................................45 4.3 Modos de operao...............................................................................................46 4.4 Protocolo de comunicao SPI..............................................................................47 4.5 Temporizao de bit.............................................................................................48 4.6 Tratamento da SPI................................................................................................54

    5 CAPTULO 5 - MATERIAL DE APOIO................................................................. 56 5.1 Hardware dedicado...............................................................................................56 5.2 Hard de desenvolvimento.....................................................................................56 5.3 Software de apoio.................................................................................................59

    6 CAPTULO 6 INTERFACE CAN -PC.................................................................. 62 6.1 Porta paralela........................................................................................................62 6.2 Modelo de porta paralela......................................................................................62

  • vi

    6.3 Registradores........................................................................................................63 6.4 Configurao do barramento da porta paralela......................................................65 6.5 Registro de dados (Data Register).........................................................................67 6.6 Registro de estado ( Status Register).....................................................................68 6.7 Registro de controle ( Control Register)................................................................69

    7 CAPTULO 7 IMPLEMENTAO ..................................................................... 71 7.1 Hardware e software.............................................................................................71 7.2 Interface grfica de programao do MCU-CAN..................................................72 7.3 Interface SPI PC................................................................................................74

    7.3.1 Relao do hardware padro da LPT com o hardware do MCU.....................75 7.4 Conexo entre a interface e o carro.......................................................................81 7.5 Sinais e temporizao da interface........................................................................83

    7.5.2 Comando de escrita (Write)..........................................................................85 7.5.3 Comando leitura (Read)................................................................................89 7.5.4 Instruo de reinicializao (Reset)...............................................................91 7.5.5 Requisio de envio de dados........................................................................93 7.5.6 Modificando o estado dos bits de registradores.............................................96 7.5.7 Leitura de estado dos registros do controlador CAN......................................98

    7.6 Telas de configurao e monitoramento..............................................................100 7.6.1 Tela de configurao Modo/Bit...................................................................100 7.6.2 Tela de recepo.........................................................................................101 7.6.3 Tela de transmisso.....................................................................................103

    8 CAPITULO 8 -TESTES, LEVANTAMENTO DE DADOS E RESULTADOS ... 106 8.1 Simulao com n PC...................................................

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