CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network, CAN）的簡稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)了的，并終成為國際標準（ISO118?8）。是國際上應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機械車輛設(shè)計的J1939協(xié)議。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。在當前的汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)"減少線束的數(shù)量"、"通過多個LAN,進行大量數(shù)據(jù)的高速通信"的需要，1986 年德國電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后，CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進行了標準化，現(xiàn)在在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標準協(xié)議。

　　設(shè)計以SD卡作存儲載體，實現(xiàn)實時記錄CAN總線上數(shù)據(jù)的記錄儀，具有容量大、體積小、重量輕、接口電路簡單等特點。并且記錄的數(shù)據(jù)文件可以為PC機所識別，通過PC機上的分析軟件對其進行分析和回放，作為歷史數(shù)據(jù)用于數(shù)據(jù)對比。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計

　　SD卡在24mm×32mm×2.1mm的體積內(nèi)結(jié)合了SanDisk快閃記憶卡控制與MLC（Multilevel Cell）技術(shù)和Toshiba（東芝）0.16u及0.13u的NAND技術(shù)，通過9針的接口界面與專門的驅(qū)動器相連接，不需要額外的電源來保持其上記憶的信息。而且它是一體化固體介質(zhì)，沒有任何移動部分，所以不用擔心機械運動的損壞。

　　SD卡應(yīng)用于CAN總線數(shù)據(jù)記錄儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，CAN總線數(shù)據(jù)儀工作時應(yīng)掛接到汽車CAN總線上，成為一個CAN節(jié)點，以便采集CAN數(shù)據(jù)信息。主控芯片的主要作用是進行數(shù)據(jù)采集并將采集到的CAN數(shù)據(jù)以文件格式存儲在SD卡上。此外，SD卡在數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)上與PC機格式兼容，這里選用FAT32文件系統(tǒng)，使記錄數(shù)據(jù)可以直接供Windows操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序使用。

　　LPC2368與SD卡接口電路如圖2所示，使用SD通信協(xié)議將SD和LPC2368相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。CMD傳輸SD控制器的命令及相關(guān)參數(shù)和SD卡對命令的響應(yīng)信號，DAT0、DAT1、DAT2、DAT3傳輸讀寫數(shù)據(jù)，CLK為時鐘信號，并由主控芯片來控制SD卡的電源。

　　3  軟件設(shè)計

　　3.1  SD卡底層讀寫

　　SD卡的讀寫操作都是基于命令的，主控芯片通過向SD卡發(fā)送相應(yīng)的命令并讀取相應(yīng)的響應(yīng)來實現(xiàn)對SD卡的控制，在對SD卡讀寫之前，首先要對SD控制器進行初始化，完成各項參數(shù)的配置，包括控制器與CPU數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄MA方式、傳輸速率和讀寫數(shù)據(jù)塊長度等，之后需要對SD卡進行初始化，這是確保SD卡正常數(shù)據(jù)讀寫的前提。SD卡的初始化流程如圖3所示。

　　在SD卡上創(chuàng)建文件就是在文件目錄表FDT中申請登記項和向FAT表中的FAT項填寫空閑簇號的過程，流程圖如圖4所示。程序首先在系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū)獲取SD卡磁盤的結(jié)構(gòu)信息；接著要檢測文件登記表FDT中是否已經(jīng)存在該文件，如果存在同名的文件，則返回，創(chuàng)建文件失??；然后申請空閑的FDT表項，申請FDT 表項成功后，程序會檢測磁盤剩余的空間是否滿足新創(chuàng)文件數(shù)據(jù)長度的需要，然后尋找個空閑的簇號，并修改對應(yīng)的FDT表項。由于文件都是連續(xù)的，在FAT表中的FAT鏈表是直線鏈即前一簇指向后一簇，根據(jù)文件的大小，向FAT表區(qū)填寫FAT鏈表，直到一個FAT項寫入0x0FFFFFFFH,表示文件結(jié)束。

　　3.2.2  文件的讀/寫

　　SD卡上文件都是以簇為單位存取的，向SD卡上的文件寫數(shù)據(jù)時，首先要根據(jù)文件名查找到該文件的文件登記項，根據(jù)文件登記項中的起始簇號即可找到文件在數(shù)據(jù)區(qū)中第1簇，向數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)的簇中寫數(shù)據(jù)，并且可以在FAT表中找到第2個簇號。根據(jù)第2個簇號又能向第2簇寫數(shù)據(jù)并找到FAT 中的第3個簇號，以此類推，直到FAT表中一項0x0FFFFFFFH,完成寫文件。讀取文件的過程與寫文件類似。

　　SD卡在記錄汽車CAN總線數(shù)據(jù)中的應(yīng)用程序流程圖如圖5所示。其中LPC2368以中斷方式將接收到的CAN數(shù)據(jù)以及接收時的時間存儲到數(shù)據(jù)隊列里，并立即跳出中斷，進行主程序的處理或等待下一幀數(shù)據(jù)的接收中斷，從而避免報文的丟失。