基于LIN總線的車燈在線診斷系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

1、基于lin總線的車燈在線診斷系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)汽車技術(shù)是現(xiàn)場總線的應(yīng)用之一，最初現(xiàn)場總線只用于工業(yè)控制。所謂現(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)最底層的一種總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。汽車車身控制網(wǎng)絡(luò)目前要解決的問題就是建立一個統(tǒng)一、低成本的低端通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，lin作為can的輔助總線而存在，實現(xiàn)車身控制網(wǎng)絡(luò)的層次化，以更低的成本實現(xiàn)車身控制網(wǎng)絡(luò)。lin總線的目標(biāo)就是定位于車身網(wǎng)絡(luò)模塊節(jié)點間的低端通訊，與can相比，因為lin采納了低成本硬件的從節(jié)點，從而降低了硬件平臺的成本。另外，lin徹低可以滿足大多數(shù)低端應(yīng)用對象對傳輸速率的要求。所以un以較低的成本實現(xiàn)了開關(guān)器件間的網(wǎng)絡(luò)通訊，有效支持了汽車應(yīng)用中分布式機械節(jié)點的控制。

2、2 硬件設(shè)計21 系統(tǒng)設(shè)計思想lin從節(jié)點對總節(jié)點發(fā)出的控制信號舉行處理，并對車燈驅(qū)動電路狀態(tài)舉行測量。當(dāng)從節(jié)點接收到報文信息后，對車燈發(fā)出相應(yīng)的控制信號，并分析各燈的狀態(tài)，若發(fā)生故障，則生成一個數(shù)據(jù)信息發(fā)送到總節(jié)點。lin從節(jié)點在檢測到總節(jié)點發(fā)送的信號后，先通過報文幀舉行識別，看其是否屬于自己的報文信息。若屬于則首先推斷報文是不是查詢信息，假如是，則返回一個響應(yīng)信息，假如是控制信息，則對相應(yīng)的車燈舉行控制，并對該車燈驅(qū)動電路上的測量點電位舉行測量和舉行處理。看其是否發(fā)生故障。若發(fā)生故障，則通過lin總線發(fā)送信息給總節(jié)點。圖l示出lin節(jié)點的硬件電路設(shè)計。22 器件介紹基本的lin節(jié)點電路主要

3、包括、lin、和車燈驅(qū)動電路。221 mcu控制單元設(shè)計中mcu選用mc68hc908ql4。它集成了一個從lin接口控制模塊slic (slave lin interface controller)，在普通狀況下，suc可作為sci端口用法。該器件的主要特點是：具有自立的lin報文標(biāo)識符，8 b報文緩存區(qū)；自動調(diào)節(jié)波特率，幀同步；自動處理和訂正un同步間隔(synch break)和同步場(synch byte)；沒有錯誤的lin信息最多產(chǎn)生兩個中斷；完整的lin錯誤檢測和報告；高速lin達到8333 kbs120 kbs；增加型檢測及其包括id的產(chǎn)生。只要按模塊的需要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，就可

4、以自動根據(jù)lin總線協(xié)議舉行和發(fā)送數(shù)據(jù)。這相對于slic模塊的而言，則降低了軟件開發(fā)上的難度。mcu模塊的銜接2所示。222 lin收發(fā)器選用tjal020作為lin收發(fā)器，tjal020是lin主從協(xié)議控制器和lin物理總線之間的接口，主要用作于車輛副網(wǎng)絡(luò)。其波特率為2420 kbs?？刂破髟趖xd管腳輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)流通過lin收發(fā)器轉(zhuǎn)換成lin總線信號，并由收發(fā)器控制轉(zhuǎn)換速率和波形，削減極低的電磁放射(eme)。lin總線的輸出管腳通過一個內(nèi)部終端拉成高電平。收發(fā)器在lin總線的輸入管腳檢測數(shù)據(jù)流并通過管腳rxd發(fā)送到微控制器。tjal020的主要特點是：具有高達20kbs的波特率和極低的

5、電磁放射(eme)；具有高抗電磁干擾性(emi)和低斜率模式可以進一步降低eme；具有喚醒源識別本地或遠程；具有在睡眠模式下消耗極低，可實現(xiàn)本地或遠程喚醒；具有發(fā)送數(shù)據(jù)超時功能；lin總線對電池和地的短路庇護；具有總線終端和電池管腳，可防止汽車環(huán)境下的瞬變。圖3所示為lin模塊電路設(shè)計。223 電源模塊本設(shè)計中，lin模塊的調(diào)整器均采納微功耗、低壓差穩(wěn)壓器ltll2l一5。選用ltl1215通過對shdn輸入低電平，能使其進入停止模式，這時靜態(tài)電流惟獨16a，因此在總線上沒有活動時，就能達到削減功耗的目的；此外，該器件還具有防止輸入和輸出電源反向的功能，即使在輸出端不增強的狀況下，也能防止電流

6、反向倒流。圖4給出電源模塊電路。224 車燈的驅(qū)動電路采納功率驅(qū)動器bts724g來驅(qū)動2l w和5 w的車燈。該驅(qū)動器是英飛凌公司設(shè)計的n溝道功率管，內(nèi)部集成了充電泵、電流驅(qū)動，并具有檢測負(fù)載電流(包括過載、過溫柔短路)故障反饋功能。bts724g采納12 v或24 v負(fù)載控制，適用于各種阻性、感性或容性負(fù)載，尤其適用于車燈等具有高浪涌電流的負(fù)載，可作為、保險絲等的替代控制辦法。bts724g還具有短路庇護、過載庇護、過壓庇護、過溫關(guān)斷、掉地和掉電庇護、靜電放電庇護和電源反接庇護等多項庇護功能。圖5給出驅(qū)動電路。3 軟件設(shè)計車燈控制系統(tǒng)主要完成兩個功能：一是實現(xiàn)lin子節(jié)點對車燈的控制；二是

7、實現(xiàn)對車燈故障的診斷。在控制中，通過分析總線電位和驅(qū)動電路中輸入、輸出、故障診斷引腳的電位來推斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障。要使lin總線節(jié)點有效、實時地完成通相信務(wù)，軟件設(shè)計是關(guān)鍵。采納結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計計劃具有較好的模塊性、可移植性和可修改性。lin信息的接收采納中斷方式，當(dāng)mc68hc908q14控制器檢測到符合該節(jié)點要求的信息幀后，首先推斷本地節(jié)點接收到的是什么信息幀，若為控制信息，則接收2個字節(jié)的數(shù)據(jù)信息；若為查詢信息，則將本地節(jié)點車燈的狀態(tài)以信息幀的形式發(fā)送回主節(jié)點，以反映節(jié)點狀況。然后推斷，若為接收數(shù)據(jù)幀，則在slic模塊中的數(shù)據(jù)寄存器(sx)上讀取相應(yīng)的信息。最后是按照數(shù)據(jù)信息中相關(guān)的位舉行車燈控制，在發(fā)出控制信號后地相應(yīng)采集車燈驅(qū)動芯片輸入、輸出和故障診斷引腳的電位，通過對電位的分析推斷否發(fā)生故障，若發(fā)生故障則發(fā)送一個故障信息。圖6給出程序流程圖。4 結(jié)語介紹了基于lin總線的車燈在線診斷