無(wú)觸點(diǎn)控制的汽車(chē)CAN總線(xiàn)燈光系統研究設計

摘要：針對傳統車(chē)燈控制系統布線(xiàn)復雜、可靠性低等問(wèn)題，以及機械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)速度慢、有磨損等缺點(diǎn)，采用霍爾元件并結合CAN總線(xiàn)技術(shù)設計了無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的汽車(chē)CAN總線(xiàn)車(chē)燈控制系統，同時(shí)對CAN總線(xiàn)進(jìn)行了電磁兼容性設計，以減少控制器等干擾源帶來(lái)的電磁干擾。文中采用飛思卡爾高性能單片機MC9S08DZ60和CAN收發(fā)器TJA1050，給出了電路整體設計方案及軟件設計流程以及各個(gè)模塊的組成結構，驗證了該方案的可行性。
關(guān)鍵詞：車(chē)燈控制；CAN總線(xiàn)；MC9S08DZ60；霍爾元件

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對汽車(chē)操控性、舒適性以及可靠性要求的越來(lái)越高。而傳統的汽車(chē)電子技術(shù)多采用“點(diǎn)對點(diǎn)”的控制方式對汽車(chē)中某些部件進(jìn)行電子控制，過(guò)程簡(jiǎn)單、設備復雜、技術(shù)落后，已遠不能滿(mǎn)足汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展的要求。這就促進(jìn)了現代的汽車(chē)電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。目前，汽車(chē)電子技術(shù)已經(jīng)向車(chē)身整體集成電子化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化和模塊化的方向發(fā)展，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)以及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制是汽車(chē)電子技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
現場(chǎng)總線(xiàn)是20世紀80年代中期發(fā)展起來(lái)的，是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，它的出現極大地推動(dòng)了現代汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(Controller Area Network，CAN)總線(xiàn)屬于現場(chǎng)總線(xiàn)中比較典型的一種，已廣泛應用于汽車(chē)控制與通信系統，同時(shí)也在其他工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應用。文中提出了一種采用CAN總線(xiàn)技術(shù)和霍爾開(kāi)關(guān)的汽車(chē)車(chē)燈控制系統，其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)機械磨損、可靠性高、實(shí)用壽命長(cháng)，能夠滿(mǎn)足未來(lái)汽車(chē)車(chē)燈控制系統發(fā)展的需要。通過(guò)對車(chē)燈控制系統進(jìn)行了硬件設計和軟件編程，實(shí)現了無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制的汽車(chē)CAN總線(xiàn)燈光控制系統，有一定的實(shí)用價(jià)值。

1 核心元件以及CAN總線(xiàn)介紹
1．1 MC9S08DZ60單片機
飛恩卡爾S08D系列8位微控制器功能強大，它在一個(gè)單芯片上提供了更多的存儲器和組件。S08DZ系列是S08D系統中的旗艦號，提供了飛恩卡爾內嵌CAN微控制器，并且將內嵌CAN、內嵌EPROM和片上仿真／調試模塊組合在一起，在單片上集成了所有的功能，方便設計人員進(jìn)行設計。
MC9S08DZ60單片機提供60KB的片上可讀?。幊蹋脸腇lash存儲器、有2KB的EEPROM在線(xiàn)可編程內存、最大4KB的RAM，具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘計數器(RTC)、串行外設接口(SPI)、串行通信接口(SCI)、飛恩卡爾控制器局域網(wǎng)(MSCAN)、數／模轉換器(ADC)等外圍設備，內核集成了中央處理器(CPU)、后臺調試控制器(BDC)、看門(mén)狗定時(shí)器(COP)等設備。具有良好的擴充性和易用性，其獨特的片上仿真／調試模塊(BDG)能夠大大簡(jiǎn)化設計，從而確保了MC9S08DZ60在汽軍和工控的應用。
1. 2 霍爾開(kāi)關(guān)
霍爾效應是指通過(guò)電流的半導體在垂直電流方向下的磁場(chǎng)作用下，在與電流和磁場(chǎng)垂直的方向上形成電荷累積和出現電勢差的現象。在一定的工作電流IH下，霍爾電壓UH與外磁場(chǎng)磁感應強度成正比，這就是霍爾效應檢測磁場(chǎng)的原理。

在一定的外磁場(chǎng)中，霍爾電壓UH與通過(guò)霍爾片的電流強度IH(工作電流)成正比，這就是霍爾效應檢測電流的原理。

霍爾開(kāi)關(guān)屬于有源磁電轉換器件，它是在霍爾效應原理的基礎上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，可方便的把磁輸入信號轉換成實(shí)際應用中的電信號，同時(shí)又具備實(shí)用、易操作和可靠性的性能。其內部結構圖如圖1所示，磁電轉換效應原理如圖2所示。

霍爾開(kāi)關(guān)具有無(wú)觸點(diǎn)、功耗低、使用壽命長(cháng)、響應頻率高等優(yōu)點(diǎn)，內部采用環(huán)氧樹(shù)脂封灌成一體，能夠在各類(lèi)惡劣環(huán)境下可靠的工作?；魻栭_(kāi)關(guān)作為一種新型的電器配件，可應用于接近開(kāi)關(guān)，壓力開(kāi)關(guān)，里程表開(kāi)關(guān)等。