基于LIN總線(xiàn)的汽車(chē)后視鏡控制模塊設計

摘要 以MC9S12DG128為主控單元、MM908E622為后視鏡單元，采用單主多從的總線(xiàn)控制方式，設計了一種基于LIN總線(xiàn)的汽車(chē)后視鏡控制模塊。主控單元以單片機MC9S12DG128為核心，通過(guò)LIN收發(fā)器MC33661實(shí)現對總線(xiàn)數據的收發(fā)，同時(shí)將液晶觸摸信號轉換為LIN指令以達到對后視鏡單元的整體控制。后視鏡單元以MM908E622作為從單元控制器，內置LIN收發(fā)器和電機驅動(dòng)電路，具有優(yōu)異的調控能力，適用于控制汽車(chē)高端后視鏡。設計中體現了汽車(chē)車(chē)身電子的智能化和網(wǎng)絡(luò )化，在汽車(chē)工業(yè)中有較高的應用價(jià)值。
關(guān)鍵詞 LIN；汽車(chē)電子；MC9S12DG128；MM908E622；MC33661

隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的日益發(fā)展，汽車(chē)設備的電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化是現代汽車(chē)發(fā)展的重要標志之一。傳統汽車(chē)后視鏡是采用手動(dòng)方式調整位置。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，目前汽車(chē)的后視鏡多采用網(wǎng)絡(luò )控制方式，以減少駕駛員對后視鏡模塊的頻繁操作，提高駕駛舒適性和安全性。采用網(wǎng)絡(luò )方式控制的后視鏡系統，在傳統控制系統的基礎上增加了兩個(gè)控制單元和一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò )，這樣用戶(hù)可以由車(chē)外控制轉變?yōu)檐?chē)內控制。LIN總線(xiàn)是一種建立在通用SCI或UART硬件接口上，用于將車(chē)輛中分布的智能傳感器和執行器連接到車(chē)內主控制器的單總線(xiàn)(12 V)串行通信協(xié)議。由于目前尚未建立低端多路通信的汽車(chē)標準，所以從價(jià)格和實(shí)用性等因素考慮，LIN在低端網(wǎng)絡(luò )中具有較強的競爭力，正逐漸發(fā)展成為低成本串行通信的行業(yè)標準。

1 硬件設計
系統網(wǎng)絡(luò )結構主要包括一個(gè)主節點(diǎn)、一個(gè)從節點(diǎn)和多個(gè)擴展從節點(diǎn)，主控單元由主控制器和液晶觸摸屏構成，負責整個(gè)車(chē)身電子的控制。從單元由從控制器及后視鏡硬件驅動(dòng)電路構成，負責后視鏡的底層控制。主單元與從單元依靠LIN總線(xiàn)進(jìn)行相互通信。主控制器將觸摸屏的控制信號轉換成相應的LIN指令發(fā)送給從控制器，后視鏡控制器接收到相應的指令后，對后視鏡進(jìn)行相應的控制。系統整體結構框圖如圖1
所示。

1．1 電源模塊
電源控制模塊將外部波動(dòng)的車(chē)身電源轉換成適合MCU工作的電壓，為MCU提供穩定的工作電壓。設計選取的電源模塊為L(cháng)M7805，負責將車(chē)身12 V電源：轉換為5 V，所需外圍元件較少，內部還有過(guò)流、過(guò)熱及調整管的保護電路，使用方便可靠、且價(jià)格便宜。
1．2 液晶模塊
液晶模塊是整個(gè)系統的輸入，是用戶(hù)與系統相互連接的媒介。設計選取的液晶型號為Z2104，該屏幕為電阻屏，內置VCA控制板，與控制器通過(guò)串口進(jìn)行通信，工作電壓為12 V。主控制器可以直接通過(guò)串口讀取液晶屏觸摸信號及對液晶屏畫(huà)面進(jìn)行控制。主控制器將液晶屏幕的觸摸信號轉換成LIN總線(xiàn)指令，通過(guò)UART／SCI模塊發(fā)送到LIN總線(xiàn)，同時(shí)也能將LIN總線(xiàn)上的數據反饋到液晶屏上。液晶模塊是整個(gè)系統運行的重要載體。
1．3 后視鏡單元
后視鏡單元作為L(cháng)IN網(wǎng)絡(luò )中的從單元主要由電源模塊、微控制器、電機驅動(dòng)電路等組成。選取Freescale公司生產(chǎn)的高性能汽車(chē)型電子型芯片MM908E622作為從單元控制器，內置LIN收發(fā)器和電機驅動(dòng)電路，具有良好的調控能力，適用于控制汽車(chē)高端后視鏡。
1．4 控制器模塊
主控單元采用MCU是Freescale公司推出的HCS12系列單片機，其具有增強型的16位單片機MC9S12DG128，該系列單片機在汽車(chē)電子領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。HCS12系列單片機的中央處理器CPU12由以下3部分組成：算術(shù)邏輯單元ALU、控制單元和寄存器組。CPU外部振蕩器頻率為8 MHz或者16 MHz，通過(guò)內部鎖相環(huán)(PLE)，可以使內部總線(xiàn)速度達到25 MHz。
MC9S12DC128作為HCS12系列的一種，內部資源豐富：(1)時(shí)鐘和復位模塊。(2)存儲器。(3)兩個(gè)8路A／D轉換器。(4)增強型捕捉定時(shí)器。(5)8路PWM通道。(6)兩個(gè)異步串行通信接口模塊SCI。(7)3個(gè)1 Mbit·s-1，CAN2．0A，CAN2．0B兼容模塊。(8)SAE J1850網(wǎng)絡(luò )通訊口。
控制器模塊是整個(gè)系統的核心，是LIN總線(xiàn)穩定運行的重要保障。而單片機MC9S12DG128作為Freescale公司高性能汽車(chē)型電子型芯片，能夠滿(mǎn)足系統要求。