基于LIN總線的車燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于LIN總線的車燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于CAN總線的汽車車身控制已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。但隨著車上總線節(jié)點(diǎn)的增加以及電子技術(shù)向中低檔汽車延伸的發(fā)展趨勢(shì)，其相對(duì)較高的實(shí)現(xiàn)成本就成為一種障礙。成本較低的LIN總線應(yīng)運(yùn)而生。LIN總線硬件的實(shí)現(xiàn)是基于普通的串行通信接口（SCI），甚至在子節(jié)點(diǎn)中可以用普通IO口加上定時(shí)器進(jìn)行模擬。LIN的目標(biāo)應(yīng)用是不需要CAN的性能、帶寬及復(fù)雜性的低端系統(tǒng)，如車門控制模塊、座椅調(diào)節(jié)、車燈控制和空調(diào)系統(tǒng)中傳感器和執(zhí)行器之間的通信。通常LIN子總線是現(xiàn)有的CAN網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充，與CAN網(wǎng)絡(luò)一起形成汽車的控制網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，由于其成本較低，也可以獨(dú)立用于不是特別復(fù)雜的車身控制網(wǎng)絡(luò)中。 車

2、燈控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高，但車燈控制模塊連接的傳感器和執(zhí)行器較多，因此LIN總線非常適用于這一系統(tǒng)的控制?；贚IN總線的車燈控制系統(tǒng)使用LIN總線實(shí)現(xiàn)車燈傳感器和控制器之間的通信，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單、控制層次分明、節(jié)點(diǎn)成本低。 車燈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制 目前，大多數(shù)汽車燈光的控制都由手動(dòng)操作完成?？赡軒?lái)的問(wèn)題是，在夜晚行駛中兩車相會(huì)時(shí)，燈光弱的汽車給燈光強(qiáng)的汽車會(huì)燈，而燈光強(qiáng)的汽車卻不給燈光弱的汽車會(huì)燈，從而使燈光弱的汽車受對(duì)方遠(yuǎn)光照射造成眩目，容易造成交通事故；在白天行駛中，有時(shí)要過(guò)涵洞或隧道，因里面黑暗需開大燈，但當(dāng)車通過(guò)后，司機(jī)有時(shí)會(huì)忘記關(guān)閉大燈行駛。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，自動(dòng)燈光控制

3、系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，如豐田皇冠的自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)和寶馬530i的車燈自動(dòng)照明裝置等。整個(gè)車燈控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)完全的智能控制，反應(yīng)靈敏，工作可靠，有效避免了因汽車燈光依賴人工操作而造成的交通事故。 典型的汽車自動(dòng)燈光系統(tǒng)主要由感光器（即傳感器）、電子控制器（簡(jiǎn)稱控制器）和選擇開關(guān)三大部分組成。感光器裝在儀表板頂上，光束透過(guò)擋風(fēng)玻璃進(jìn)入，感光器內(nèi)的光敏電阻阻值隨著感光強(qiáng)度的變化而變化?？刂破餮b在儀表板內(nèi)，通過(guò)繼電器及晶體管放大電路來(lái)控制各燈光電路的工作。選擇開關(guān)裝在儀表板上，可以選擇自動(dòng)模式控制車燈，也可以選擇手動(dòng)模式控制車燈系統(tǒng)。 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，制定出以下車燈控制策略：白天時(shí)，各種燈光均應(yīng)熄滅；黃昏時(shí)

4、，由于外面的光線昏暗，將尾燈和駐車燈點(diǎn)亮；夜晚時(shí)，由于外面的光線更弱，將遠(yuǎn)光燈點(diǎn)亮，并將駐車燈熄滅；兩車交會(huì)車時(shí)，為了避免對(duì)方駕駛?cè)藛T眩目，應(yīng)使近光燈點(diǎn)亮，此時(shí)，尾燈仍亮，會(huì)車后，將近光燈熄滅，點(diǎn)亮遠(yuǎn)光燈；夜晚模式下，車輛左轉(zhuǎn)，關(guān)遠(yuǎn)光燈，開近光燈和左側(cè)燈，左轉(zhuǎn)后，關(guān)近光燈和左側(cè)燈，開遠(yuǎn)光燈，右轉(zhuǎn)時(shí)，控制方法相似。 為了實(shí)現(xiàn)這一車燈控制策略，本設(shè)計(jì)采用如圖1所示的汽車車燈控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1 汽車車燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由1個(gè)主節(jié)點(diǎn)和4個(gè)從節(jié)點(diǎn)構(gòu)成（分別為左側(cè)前方車燈、右側(cè)前方車燈、左側(cè)后方車燈和右側(cè)后方車燈）。主節(jié)點(diǎn)接收來(lái)自傳感器和CAN總線的信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定處理后，發(fā)送不同報(bào)文幀頭

5、，以實(shí)現(xiàn)白天、傍晚、晚上、會(huì)車、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)各個(gè)模式或組合模式下，各從節(jié)點(diǎn)車燈的狀態(tài)控制。從節(jié)點(diǎn)1和從節(jié)點(diǎn)2包括遠(yuǎn)光燈、近光燈和測(cè)向燈，從節(jié)點(diǎn)3和從節(jié)點(diǎn)4包括尾燈和駐車燈。此外，如果對(duì)于主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào)文幀，從節(jié)點(diǎn)沒(méi)有響應(yīng)，則主節(jié)點(diǎn)上的報(bào)錯(cuò)指示燈點(diǎn)亮，并可以顯示出是哪個(gè)從節(jié)點(diǎn)發(fā)生了故障。 LIN總線簡(jiǎn)介 LIN總線是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò),用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN 通信基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式，僅使用一根12V 信號(hào)總線，通信速率最高可達(dá)20Kbs。通常一個(gè)LIN 網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)數(shù)目小于12個(gè)，總線長(zhǎng)度不超過(guò)40m。LIN總線采用單主節(jié)點(diǎn)多從節(jié)點(diǎn)的通信模式，主節(jié)點(diǎn)有一個(gè)主發(fā)送

6、任務(wù)和一個(gè)從通信任務(wù)。從節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)從通信任務(wù)，該通信任務(wù)分為發(fā)送任務(wù)和接收任務(wù)。一個(gè)LIN 網(wǎng)絡(luò)上的通信總是由主發(fā)送任務(wù)發(fā)起的。主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)報(bào)文頭，該報(bào)文頭由同步間隔場(chǎng)、同步場(chǎng)和報(bào)文標(biāo)志符場(chǎng)所組成。相應(yīng)的，在接受并且濾除報(bào)文標(biāo)識(shí)符后，一個(gè)從任務(wù)被激活并且開始本報(bào)文幀的應(yīng)答傳輸。 作為一種輔助總線，在不需要CAN總線高性能的場(chǎng)合，使用LIN總線可以大大降低成本。 Freescale半導(dǎo)體公司的LIN開發(fā)平臺(tái)（LIN DEMO）系統(tǒng)提供了完整的軟件和硬件，用戶可以在此平臺(tái)上很快的搭建起LIN控制網(wǎng)絡(luò)。其中，軟件部分包括了標(biāo)準(zhǔn)的LIN底層驅(qū)動(dòng)軟件。本設(shè)計(jì)正是利用了Freescale LIN AP

7、I中的標(biāo)準(zhǔn)LIN底層驅(qū)動(dòng)，在MC68HC908GZ60芯片上實(shí)現(xiàn)了車燈控制系統(tǒng)的開發(fā)。 Freescale LIN API中提供了許多與LIN總線通信相關(guān)的函數(shù)，利用這些函數(shù)，可以很方便地實(shí)現(xiàn)LIN通信。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 汽車車燈控制系統(tǒng)要求當(dāng)用戶按下操作按鈕時(shí)，車燈能及時(shí)地做出相應(yīng)的響應(yīng)；同時(shí)，當(dāng)車燈發(fā)生故障時(shí)，用戶能得到相應(yīng)的故障信息。該控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是很嚴(yán)格，屬于汽車低速通信網(wǎng)絡(luò)。因此使用最高傳輸速率為20Kbs的LIN總線對(duì)車燈控制，既可以滿足控制要求，又可以降低成本，是非常合適的。 MC68HC908GZ60芯片（48引腳）具有1個(gè)ESCI通道、2個(gè)定時(shí)器通道、1個(gè)CAN通道和15個(gè)AD轉(zhuǎn)換通道。LIN通信僅占用了該芯片的ESCI接