基于CAN和LIN網(wǎng)絡的車門控制系統(tǒng)主控單元的優(yōu)化設計

劉貽華+鄺家凱

摘 要 采用CAN和LIN網(wǎng)絡總線技術，對車門控制系統(tǒng)的主控單元進行優(yōu)化設計，簡化了系統(tǒng)的結構及控制電路，降低了系統(tǒng)的制造成本，提高了整車的工作可靠性及系統(tǒng)的操作舒適性。

關鍵詞 CAN/LIN網(wǎng)絡 ；車門控制系統(tǒng) ；主控單元

中圖分類號 U46

Abstract The article by adopting CAN and LIN bus technology， optimized design on the door of the main control unit of the control system， simplify the structure of the system and control circuit， reduces the manufacturing cost of the system， improve the working reliability of the vehicle and the operation of the system are comfortable. Verified， comply with the design requirements.

Key words CAN/LIN network ；door control system ；MCU

隨著電子技術的高速發(fā)展，車門作為汽車車身中操作最為頻繁的部件，汽車的門控控制功能模塊在不斷地增加，同時簡化了系統(tǒng)的結構及控制電路，降低了系統(tǒng)的制造成本，提高整車的工作可靠性及系統(tǒng)的操作舒適性，實現(xiàn)了車門控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系[1]。筆者結合CAN和LIN總線網(wǎng)絡技術，對車門控制系統(tǒng)的主控單元進行了優(yōu)化設計。

1 設計思路

該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)汽車車窗升降且防夾功能、記憶定位功能、車燈驅動功能、自檢功能和界面顯示功能。為了控制的簡便和優(yōu)化，筆者選擇將BCM和4個車門采用CAN總線進行連接控制，而各個車門和車燈的控制則采用LIN總線進行連接控制，這樣有利于提高整個系統(tǒng)的硬件利用率。系統(tǒng)整體設計思路見圖1。

由圖1可知，該系統(tǒng)主要對汽車的車窗、車燈以及汽車的后視鏡進行控制，而要實現(xiàn)以上的部件控制，則系統(tǒng)的主控單元為設計的重點。

2 系統(tǒng)硬件的設計

根據(jù)設計的思路以及該系統(tǒng)的功能要求，構建出了車門控制系統(tǒng)的整體結構，如圖2。主控ECU包括主控芯片、CAN、LIN和PC通訊接口單元、組合開關檢測控制單元、故障指示及警示控制單元、電源管理控制單元以及調(diào)試接口模塊等組成。

2.1 主控單元系統(tǒng)硬件選用

主控單元系統(tǒng)硬件的選擇，不僅影響該系統(tǒng)是否能夠正常工作，也影響了系統(tǒng)的控制精度，所以主控單元系統(tǒng)的硬件選用顯得尤為重要。

主控芯片：根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)選用了Freescale中的68HC08芯片作為主控芯片。它具有響應速度快、整體性能好和價格便宜等特點。

LIN通訊接口單元：系統(tǒng)選用了專為汽車LIN總線設計的Motord公司生產(chǎn)的MC33689芯片作為LIN通訊接口單元。

組合開關檢測控制單元：由于MC33972芯片具有采用4各CPU接口即能控制22路開關量的檢測，且只需要一根數(shù)據(jù)總線就能完成數(shù)據(jù)的傳導和控制作用[2]，所以選用MC33972芯片作為組合開關檢測控制單元。

故障指示及警示控制單元：選擇專為驅動汽車負載而設計的Freescale公司生產(chǎn)的MC33888芯片作為故障指示及警示控制單元[3]。

系統(tǒng)的CAN通訊接口單元和電源管理控制單元則分別選取TCA82C250和MC33689芯片作為該系統(tǒng)控制單元。

2.2 主控單元系統(tǒng)硬件設計

通過對硬件功能的敘述及選取，構建整個主控單元系統(tǒng)所需的硬件已經(jīng)選用齊全。圖3為主控單元的控制原理[4]。

3 系統(tǒng)軟件設計

主控單元控制系統(tǒng)的軟件設計采用C語言編程進行設計，通過主控單元對程序的控制執(zhí)行，即能實現(xiàn)整個車門控制系統(tǒng)的控制。

通過拓撲結構分析后，該主控單元控制系統(tǒng)在優(yōu)化設計過程中，分別使用了2、4、8個字節(jié)對系統(tǒng)的1個主節(jié)點和3個子節(jié)點進行了標志，具體的系統(tǒng)協(xié)議及標志分配見表1。

根據(jù)上述的節(jié)點分配和定義，構建出了如圖4所示的系統(tǒng)軟件設計思路流程。

4 系統(tǒng)驗證

通過輸入上述編寫的軟件程序進行系統(tǒng)的驗證，不同字節(jié)輸入后，主控單元控制的對應部件執(zhí)行了相應的指令，見表2。

通過表2輸入的命令進行調(diào)試后可以看出，汽車的車門控制系統(tǒng)主控單元所對應的相關控制部件執(zhí)行狀況正常，所以基于CAN 和LIN數(shù)據(jù)總線設計出來的車門控制系統(tǒng)的主控單元優(yōu)化設計成功。

5 小結

基于CAN和LIN網(wǎng)絡的車門控制系統(tǒng)主控單元的成功設計，為后續(xù)汽車在簡化系統(tǒng)的結構及控制電路、降低系統(tǒng)的制造成本、提高整車的工作可靠性和系統(tǒng)的操作舒適性以及系統(tǒng)集成模塊化控制提供了一條可行之路。

參考文獻

[1] 馬春紅，王旭東，呂寶良. 基于CAN/LIN總線的汽車車燈控制系統(tǒng)的設計[J]. 哈爾濱理工大學學報，2006，11（1）：116-119.

[2] MC33972 Data Sheet， Freescale Semiconductor[EB/OL]. [2016-09-14]. http：//cn.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/181922/FREESCALE/MC33972.html.

[3] MC33888 Data Sheet， Freescale Semiconductor，2006.2[EB/OL]. [2016-09-14]. http：//www.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/pdf/90679/MOTOROLA/MC33888.html.

[4] 國辛純. 基于CAN/LIN網(wǎng)絡的車門控制系統(tǒng)主控單元的設計[D]. 天津：天津大學，2007.