基于LIN总线的车灯在线诊断系统设计与实现
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文章摘要:1 引言汽车总线技术是现场总线的应用之一,最初现场总线只用于工业控制。所谓现场总线是应用在生产最底层的一种总线型拓扑网络。汽车车身控制网络目前要解决的问题就是建立一个统一、低成本的低端通讯网络标准,LIN作为CAN的辅助总线而存在,实现车身控制网络的层次化,以更低的成本实现车身控制网络。LIN总线的目标就是定位于车身网络模块节点间的低端通讯,与CAN相比,由于LIN采用了低成本硬件的从节点,从而降低了硬件平台的成本。另外,LIN完全可以满足大多数低端应用对象对传输速率的要求。所以UN以较低的成本实现了开关器件间的网络通讯,有效支持了汽车应用中分布式机械电子节点的控制。2 硬件电路设计2.1 系
基于LIN总线的车灯在线诊断系统设计与实现,标签:单片机开发,单片机原理,单片机教程,http://www.88dzw.com1 引言
汽车总线技术是现场总线的应用之一,最初现场总线只用于工业控制。所谓现场总线是应用在生产最底层的一种总线型拓扑网络。汽车车身控制网络目前要解决的问题就是建立一个统一、低成本的低端通讯网络标准,LIN作为CAN的辅助总线而存在,实现车身控制网络的层次化,以更低的成本实现车身控制网络。LIN总线的目标就是定位于车身网络模块节点间的低端通讯,与CAN相比,由于LIN采用了低成本硬件的从节点,从而降低了硬件平台的成本。另外,LIN完全可以满足大多数低端应用对象对传输速率的要求。所以UN以较低的成本实现了开关器件间的网络通讯,有效支持了汽车应用中分布式机械电子节点的控制。
2 硬件电路设计
2.1 系统设计思想
LIN从节点对总节点发出的控制信号进行处理,并对车灯驱动电路状态进行测量。当从节点接收到报文信息后,对车灯发出相应的控制信号,并分析各灯的状态,若发生故障,则生成一个数据信息发送到总节点。LIN从节点在检测到总节点发送的信号后,先通过报文帧进行识别,看其是否属于自己的报文信息。若属于则首先判断报文是不是查询信息,如果是,则返回一个响应信息,如果是控制信息,则对相应的车灯进行控制,并对该车灯驱动电路上的测量点电位进行测量和进行处理。看其是否发生故障。若发生故障,则通过LIN总线发送信息给总节点。图l示出LIN节点的硬件电路设计。
2.2 器件介绍
基本的LIN节点电路主要包括MCU、LIN收发器、电源模块和车灯驱动电路。
2.2.1 MCU控制单元
设计中MCU选用MC68HC908QL4。它集成了一个从LIN接口控制模块SLIC (Slave LIN Interface Controller),在一般情况下,SUC可作为SCI端口使用。该器件的主要特点是:
具有独立的LIN报文标识符,8 B报文缓存区;
自动调整波特率,帧同步;
自动处理和纠正UN同步间隔(SYNCH BREAK)和同步场(SYNCH BYTE);
没有错误的LIN信息最多产生两个中断;
完整的LIN错误检测和报告;
高速LIN达到83.33 Kb/s~120 Kb/s;
增强型检测及其包括ID的产生。
只要按模块的需要设置相应的寄存器,就可以自动按照LIN总线协议进行和发送数据。这相对于SLIC模块的单片机而言,则降低了软件开发上的难度。MCU模块的连接如图2所示。
2.2.2 LIN收发器
选用TJAl020作为LIN收发器,TJAl020是LIN主/从协议控制器和LIN物理总线之间的接口,主要用作于车辆副网络。其波特率为2.4~20 Kb/s。控制器在TXD管脚输入的发送数据流通过LIN收发器转换成LIN总线信号,并由收发器控制转换速率和波形,减少极低的电磁发射(EME)。LIN总线的输出管脚通过一个内部终端电阻拉成高电平。收发器在LIN总线的输入管脚检测数据流并通过管脚RXD发送到微控制器。TJAl020的主要特点是:
具有高达20Kb/s的波特率和极低的电磁发射(EME);
具有高抗电磁干扰性(EMI)和低斜率模式可以进一步降低EME;
具有唤醒源识别本地或远程;
具有在睡眠模式下电流消耗极低,可实现本地或远程唤醒;
具有发送数据超时功能;
LIN总线对电池和地的短路保护;
具有总线终端和电池管脚,可防止汽车环境下的瞬变。
图3所示为LIN模块电路设计。
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