車(chē)身中央控制器的設計與實(shí)現

　　摘要：采用單片機MC9S12XS128實(shí)現了一款車(chē)身中央控制器，實(shí)現了對中央集控門(mén)鎖、外部燈光、內部燈光、雨刷的控制，同時(shí)通過(guò)RF技術(shù)實(shí)現了防盜報警功能和遙控門(mén)鎖控制，通過(guò)LIN總線(xiàn)實(shí)現了對四個(gè)車(chē)窗的控制。

　　關(guān)鍵字：LIN;集控門(mén)鎖;防盜報警引言

　　汽車(chē)電子已經(jīng)進(jìn)入大規模應用階段，總線(xiàn)技術(shù)、智能傳感、近距無(wú)線(xiàn)、射頻通信等技術(shù)大大提升了汽車(chē)的智能水平，拓展了汽車(chē)的使用空間。根據其使用領(lǐng)域的不同，一般把汽車(chē)電子劃分為車(chē)身控制系統、動(dòng)力系統、行駛控制系統、信息娛樂(lè )系統四大部分，其中對于車(chē)身控制系統，一般采取集中式控制、分布式控制兩種方案進(jìn)行設計。

　　對于成本敏感的低端汽車(chē)而言，集中式控制能更好地控制成本，而對于有一定功能升級要求的中高端汽車(chē)，采用分布式系統便于功能的擴展和升級?，F在汽車(chē)廠(chǎng)商一般會(huì )針對汽車(chē)配置級別的不同采用不同的方案，對某一車(chē)系的低配，其車(chē)身中央控制器的集中度更高一些，而對于高配，則把車(chē)身中央控制器的部分功能以單節點(diǎn)的形式實(shí)現，并添加部分智能化的功能，節點(diǎn)和車(chē)身中央控制器之間采用CAN總線(xiàn)或LIN總線(xiàn)進(jìn)行通信[1]，比如可以把中央控制器中的車(chē)窗升降功能分離出來(lái)，以單節點(diǎn)形式實(shí)現并實(shí)現智能化的車(chē)窗防夾手功能。

　　圖1是某車(chē)型采用LIN總線(xiàn)設計實(shí)現的分布式車(chē)身控制系統，包括車(chē)身中央控制器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)BCM)、四個(gè)車(chē)窗節點(diǎn)和兩個(gè)傳感器節點(diǎn)，其中BCM作為L(cháng)IN主節點(diǎn)，接收來(lái)自車(chē)窗節點(diǎn)和傳感器節點(diǎn)的狀態(tài)信號并實(shí)現對車(chē)窗節點(diǎn)的控制，它是車(chē)身控制系統最主要的單元。以下結合為該車(chē)型開(kāi)發(fā)的BCM的經(jīng)驗，詳細介紹BCM的系統結構及其軟硬件實(shí)現。

　　BCM系統結構

　　BCM是個(gè)典型的控制系統，其輸入接口包括一系列開(kāi)關(guān)信號和脈沖信號，控制對象包括門(mén)鎖、燈光、雨刷、車(chē)窗、報警器，通過(guò)RF信號和遙控車(chē)鑰匙通信，通過(guò)LIN總線(xiàn)和傳感器節點(diǎn)及車(chē)窗節點(diǎn)進(jìn)行通信，其系統結構如圖2所示。

　　從圖2可以看出，輸出控制是BCM的核心模塊，輸入信號檢測、通訊、防盜報警狀態(tài)管理都是為輸出控制服務(wù)的。以下就輸入信號檢測、輸出控制、LIN通訊三方面描述其硬件設計及軟件開(kāi)發(fā)。

　　輸入信號檢測

　　根據輸入信號的性質(zhì)及其檢測方式，BCM輸入信號包括開(kāi)關(guān)信號和脈沖信號。在電氣特性上，這些信號都表現為高低電平形式的單根物理連線(xiàn)，其中車(chē)速信號和碰撞信號為有周期特性的脈沖信號，開(kāi)關(guān)信號則時(shí)間離散，由外部輸入(一般是人的操作)決定。

　　輸入檢測在硬件設計上比較簡(jiǎn)單，進(jìn)行簡(jiǎn)單的限流和濾波[2]，分壓后直接接在單片機的IO引腳上即可，如圖3所示。

　　在以組合邏輯形式出現的輸出控制邏輯中，在條件A滿(mǎn)足的情況下，激勵B會(huì )觸發(fā)控制C。開(kāi)關(guān)信號的狀態(tài)及其變化經(jīng)常作為某個(gè)控制邏輯的條件和激勵，所以對于這種在物理上表示為單根連線(xiàn)的開(kāi)關(guān)量信號，在邏輯上則對應三個(gè)變量，分別表示該開(kāi)關(guān)信號的當前狀態(tài)及變化。如左轉向燈開(kāi)關(guān)對應于外部連接端口D3這個(gè)物理信號，在程序內部邏輯上對應的三個(gè)變量為：

　　Bool LeTurnSwitch;

　　Bool LeTurnSw_close_event;

　　Bool LeTurnSw_open_event;