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1 Einleitung Das

1 Einleitung Das Controller-Area-Network (CAN) existiert seit 1980 und hat seitdem eine stetige Ausweitung seines Einsatzgebietes erfahren. Ursprünglich wurde CAN zur Reduzierung der Verkabelung im Fahrzeug entwickelt. Mittlerweile ist es in allen Automatisierungsbereichen vertreten, inklusive Heimautomation. Im CAN kommunizieren Mikroprozessoren direkt über den CAN-Bus. Jeder CAN-Teilnehmer arbeitet hier im Masterbetrieb, kollidierende Nachrichten werden entsprechend ihrer Priorität sortiert. Mikroprozessoren und Automatisierung spielen in der Fakultät 06 der Hochschule München eine wichtige Rolle und so ist es naheliegend, in der Fakultät einen einfachen CAN-Aufbau zur Demonstration bereit zu halten. Aufgabe dieser Arbeit ist es, einen Demonstrationsaufbau zu schaffen, welcher CAN-Nachrichten über den CAN- Bus an Teilnehmer versendet. Die Schaffung des Demonstrationsaufbaus beinhaltet das Herstellen der Platinenprototypen, das Programmieren der Firmware und das Schreiben eines eigenen CAN-Headers. Drei CAN-Teilnehmer sollen an der Demonstration beteiligt sein. Der erste CAN-Teilnehmer soll Eingaben einer Matrixtastatur über den CAN-Bus verschicken – der zweite Teilnehmer soll die Nachricht empfangen und auf einem Display anzeigen. Der dritte Teilnehmer schließlich soll die Nachricht zur Motorsteuerung einsetzen. 1

2 Grundlagen 2.1 CAN-Bus 2.1.1 Hintergrund Das Controller-Area-Network (CAN) wurde 1980 von Bosch vornehmlich entwickelt, um die Gewichtslast der Verkabelung in Automobilen zu reduzieren. Es eignet sich ausgezeichnet zur seriellen Vernetzung von Sensoren, Aktoren (z.B. Piezoaktor, Motoren, etc.) und Netzwerken. Man kann Controller-Area-Networks auch untereinander über Brückenbausteine vernetzen und damit beliebige Topologien erreichen. [2] Der CAN-Bus ist ein serieller Bus, in dem jeder Teilnehmer ein Master ist und in dem jeder Teilnehmer gleichzeitig eine Sendeanfrage stellen kann, ohne dass Echtzeitfähigkeiten verloren gehen. Über den CAN-Bus werden Frames geschickt, die unter anderem aus deren Identifier (ID) und einer Nachricht bestehen. Priorisiert werden Frames dabei über ihre ID und nicht über eine zentrale Stelle. Ein gesendeter Frame kann von allen Teilnehmern empfangen werden. Anhand von Filterkriterien entscheidet dann jeder Teilnehmer, ob ein Frame verarbeitet wird oder nicht. Die rasche Entwicklung und der großflächige Einsatz von CAN-Mikrocontrollern in Automobilen und Produktionsstraßen haben zu einer hohen Verfügbarkeit von CAN- Bauelementen geführt. Das Controller-Area-Network ist hauptsächlich in ISO 11898 definiert, aber auch andere ISO-Standards enthalten CAN-spezifische Definitionen: • ISO 11898 Controller Area Network (CAN) • ISO 15765 Diagnostics on Controller Area Networks (CAN) • ISO 16844-4 Tachograph Systems – CAN interface • ISO 16844-5 Tachograph Systems – Secured CAN interface • ISO 16845 Controller Area Network (CAN) – Conformance test plan • ISO 26021-4 End-of-life activation of on-board pyrotechnic devices 2

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