基于LIN总线的车灯控制系统设计

逍遥

基于LIN总线的车灯控制系统设计 [复制链接]

中心议题：

LIN总线技术简介
车灯系统的硬件电路实现

解决方案：

选用InfineonTLE6258系列收发器
选用Infineon的BTS系列驱动芯片

技术的迅速发展，为汽车发展带来了巨大的变化，但随着汽车电子装置的增多导致车身布线的增加和复杂化。传统的集中式车身控制系统设计很难满足大量的数据信息在不同电子单元中的共享和实时交换．从而使系统运行可靠性降低、故障维修难度增大。因此，提高汽车车身电子控制系统的人性化和智能化程度，达到减少线束、降低成本、实现信息共享的目的，以提高系统的可靠性和可维护性势在必行。
　　
LIN总线技术
　　
LIN(LocalInterconnectNetwork)是一种低成本的串行通讯协议，以广泛应用的SCI(UART)为基础定义，硬件实现成本低廉。它基于主从结构，单主节点多从节点，无须仲裁机制，使用单线通信，减少了大量线束的重量和费用，其应用目标是带宽性能要求不高的低速系统，通信速率为 1～20Kb／s，目前主要被用于替代CAN总线在汽车网络化电子控制系统中实时性要求不高的底端电子控制装置间的通讯。
　　
LIN总线报文传输是由报文帧的格式形成和控制。报文帧由主机任务向从机任务传送同步和标识符信息，并将一个从机任务的信息传送给其他从机任务。主机任务位于主机节点内部，它负责报文的进度表、发送报文头(HEADER)。从机任务位于所有的节点中(即主机和从机)，其中一个发送报文的响应 (RESPONSE)。
　　
一个报文帧(见图1)是由一个主机节点发送的报文头和一个主机或从机节点发送的响应组成。

报文帧的报文头包括一个同步间隔场(SYNCHBREAKFIELD)、一个同步场(SYNCHFIELD)和一个标识符场 (IDENTITYFIELD)。报文帧的响应(RESPONSE)则由3～9个字节场组成：2，4或8字节的数据场(DATAFIELD)和1个字节的校验和场(CHECKSUMFIELD)。字节场由字节间空间分隔，报文帧的报文头和响应是由一个帧内响应空间分隔。最小的字节间空间和帧内响应空间是 0。

车灯系统的硬件电路设计

1车灯系统方案介绍
　　
整个车灯系统共包括五个模块(见图2)：一个主机节点，负责扫描来自操作面板开关信息(如近光灯，雾灯，转向灯)和来自CAN网络的开关信息(如刹车灯)。并通过LIN总线将其发送给四个从机节点；四个从机节点包括车头和车尾各两个控制节点，负责接收来自LIN总线的开关信息，控制车灯负载动作，并采集由驱动芯片反馈的车灯故障信息，通过LIN总线反馈给主机，由主机节点负责故障信息的处理和显示。

2硬件选择及说明
　　
主机和从机MCU分别选用FREESCALE的MC9S08DZ60和MC9S08SG04芯片。DZ60芯片内部集成一个CAN控制器和两个SCI模块，可以作为车灯控制模块和其他车身网络连接的CAN／LIN网关，实现整车网络通讯的统一。SG04是FREESCALE公司开发的专门用于车身底端网络控制节点的汽车级低成本芯片，内部集成一个SCI模块、两个PWM模块和多个A／D转换模块，可直接作为LIN网络的从机节点并能方便的实现对车灯负载的控制及对模拟负载故障信息的采集。
　　
LIN收发器选用InfineonTLE6258系列收发器。TLE6258是单线收发器，适用于LIN协议，发送速率可达20Kb／s，功耗低，具有短路保护和过温保护功能，适用于汽车和工业应用。为了减小电流损耗，TLE6258提供了一种空闲模式，在空闲模式下，TLE6258退出总线活动，电流降到最低，从而达到减小功率损耗的目的。在正常工作模式下，通过对ENN引脚置1进入空闲模式；在空闲模式下，通过在总线上发送唤醒帧，可把主机或从机从空闲模式唤醒，返回到正常工作模式。进入正常模式后，ENN引脚复位为0，释放RxD引脚到传输数据状态。
　　
功率驱动芯片选用Infineon的BTS系列驱动芯片：BTS6143D用于驱动大灯，如近光灯、雾灯，BTS724G用于驱动小灯，如转向灯、位灯。 BTS6143D是N沟道FET功率管，内部集成充电泵，电流驱动，并且具有负载电流检测的故障反馈功能，包括过载、过温和短路检测，BTS6143D为单通道输入输出，可实现对负载电流的模拟量诊断反馈；BTS724G是电源MOSFET高位开关，带四通道输入输出，且每一对输入输出相互独立，可输出数字量诊断反馈信号。如图3，图4以近光灯、转向灯和位灯为例分别显示了大灯驱动电路设计和小灯的驱动电路设计。

车灯系统的软件设计
　　
系统的软件设计包括三个相对独立的模块设计：主机对来自操作面板和CAN总线的开关信息扫描模块；主机和从机节点之间信息的通讯模块；各从机节点对车灯负载的动作控制及故障信息采集模块。其中后两个模块的设计是整个系统软件设计部分的核心。

jjkwz · 发表于2011-11-20 17:05

技术的迅速发展，为汽车发展带来了巨大的变化，但随着汽车电子装置的增多导致车身布线的增加和复杂化。传统的集中式车身控制系统设计很难满足大量的数据信息在不同电子单元中的共享和实时交换．从而使系统运行可靠性降低、故障维修难度增大。因此，提高汽车车身电子控制系统的人性化和智能化程度，达到减少线束、降低成本、实现信息共享的目的，以提高系统的可靠性和可维护性势在必行。