基于CAN總線(xiàn)的嵌入式車(chē)燈監控系統設計

摘要：為了確保車(chē)燈的質(zhì)量可靠性，提出了一種嵌入式車(chē)燈控制及電氣參數檢測系統的設計方案。系統包括上位機監控終端和下位機控制節點(diǎn)，監控終端負責設置各車(chē)燈的工作參數和顯示車(chē)燈的工作狀態(tài)；控制節點(diǎn)采用基于Cortex—M3內核的嵌入式微處理器LM3S2965為核心，將實(shí)時(shí)操作系統μCOS-II植入其中，提高系統的實(shí)時(shí)性和穩定性，同時(shí)將我國自主研發(fā)的iCAN協(xié)議應用到系統中，從而實(shí)現對車(chē)燈的網(wǎng)絡(luò )化監控。結果表明，系統最多可對63個(gè)車(chē)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)的電氣參數檢測與控制，具有較高的可靠性。
關(guān)鍵詞：車(chē)燈監控系統；μCOS-II；iCAN協(xié)議；LM3S2965

當前我國的汽車(chē)總數呈現爆發(fā)式增長(cháng)，由于汽車(chē)照明與交通安全有著(zhù)密不可分的關(guān)系，因此對車(chē)燈產(chǎn)品進(jìn)行可靠性檢測是很有必要的。針對這種情況，提出了基于CAN總線(xiàn)的嵌入式車(chē)燈監控系統的設計思想，結合總線(xiàn)技術(shù)和單片機嵌入式技術(shù)，實(shí)現對車(chē)燈進(jìn)行功能控制以及電壓電流參數檢測。其中，iCAN協(xié)議在CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的使用，可以實(shí)現對多個(gè)車(chē)燈同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化監控，進(jìn)而可以實(shí)時(shí)準確地掌握各個(gè)車(chē)燈的工作情況，確保車(chē)燈產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性。

1 系統整體結構
系統主要由上位機和多個(gè)下位機節點(diǎn)組成。上位機是由VC編成的監測軟件，PC機通過(guò)PCI-CAN卡與CAN總線(xiàn)相連，完成與下位機節點(diǎn)的通信，顯示各車(chē)燈的電流電壓及工作情況，并完成功能的設置。下位機節點(diǎn)以L(fǎng)M3S2965為主體，采樣車(chē)燈工作時(shí)的電壓電流，并對車(chē)燈進(jìn)行控制。系統整體結構框圖如圖1所示。

2 節點(diǎn)的硬件設計
下位機節點(diǎn)的硬件結構設計框圖如圖2所示。節點(diǎn)主要完成以下工作：1)定期對車(chē)燈工作時(shí)的電壓電流進(jìn)行AD采樣，并將結果發(fā)送到CAN總線(xiàn)上，供上位機接收；2)接收上位機發(fā)送到CAN總線(xiàn)上的命令，并控制車(chē)燈實(shí)現相應的功能。因此，節點(diǎn)主要包括微處理器部分、CAN通訊模塊、電源模塊。

2．1 微處理器選型
為了確保系統對車(chē)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)、可靠地控制及檢測，這里選用可植入實(shí)時(shí)操作系統的Cortex-M3內核芯片LM3S2965。LM3S2965是南TI公司Stellaris所提供的首款基于ARM Cortex-M3的控制器對CAN總線(xiàn)應用方案而設計的芯片，具有較高的代碼密度和指令執行效率。片內有256 kB的單周期訪(fǎng)問(wèn)的Flash，64KB的單周期SRAM，為操作系統的植入和運行提供了足夠的容量；內部集成了兼容CAN2．0A／B的CAN控制器和ADC模數轉換器，可以簡(jiǎn)化節點(diǎn)中CAN通訊電路和AD采樣的電路的設計，同時(shí)也降低了軟件開(kāi)發(fā)的難度。