分布式汽車(chē)車(chē)身控制系統設計

　　電壓調整單元將汽車(chē)內24V電壓轉換成5V電壓供給單片機、功率芯片等。

　　微處理器控制單元(MCU)采用Motorola的MC68HC908GZ16和MC68HC908GR8，主控模塊的微處理器控制單元采集輸入的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，完成相應的控制，將控制命令通過(guò)串口送給各子模塊，同時(shí)根據各子模塊反饋的負載的狀態(tài)判斷是否存在故障，若有故障則報警顯示。各子模塊的微處理器控制單元完成對負載的驅動(dòng)，并采集負載的工作狀態(tài)發(fā)送給主控模塊。

　　開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測單元將開(kāi)關(guān)狀態(tài)的24V電壓轉換成5V后，將此并行數據轉成串行數據給MCU，這樣可大大減少了所需的MCU引腳數量。

　　功率驅動(dòng)單元由功率芯片和串行數據轉并行數據的芯片組成，功率芯片代替了傳統的繼電器，許多汽車(chē)負載不能被MCU或低電流接口器件直接驅動(dòng)，而功率芯片可通過(guò)MCU控制輸出大電流來(lái)驅動(dòng)各種負載。各子模塊可根據所帶負載來(lái)選擇不同的功率芯片,驅動(dòng)阻性負載選用了MC33286和MC33888，驅動(dòng)感性負載選用了MC33289。MCU通過(guò)I/O端口將控制命令串行輸出，通過(guò)串行數據轉成并行數據的芯片送給功率開(kāi)關(guān)。

　　故障顯示單元用三個(gè)發(fā)光二極管表示三個(gè)子模塊，若子模塊出現故障，相對應的發(fā)光二極管會(huì )點(diǎn)亮，同時(shí)蜂鳴器會(huì )報警。同時(shí)子模塊上也用發(fā)光二極管來(lái)表示子模塊所驅動(dòng)的負載的狀態(tài)，這樣可非常直觀(guān)地看出子模塊上哪路負載出現開(kāi)路、過(guò)流、過(guò)溫、過(guò)壓等的故障。

　　本系統采用LIN總線(xiàn)的通訊方式。LIN總線(xiàn)基于通用的SCI/UART接口的，其成本要低于CAN通訊。LIN可以作為CAN通訊網(wǎng)絡(luò )的輔助。LIN總線(xiàn)主要應用在不需要CAN的性能、帶寬及復雜性的低速系統，如

　　nbsp; 開(kāi)關(guān)類(lèi)負載或位置型系統包括車(chē)的后視鏡、車(chē)鎖、車(chē)座椅、車(chē)窗等的控制系統。LIN更有助于實(shí)現汽車(chē)中與CAN網(wǎng)絡(luò )連接的分布式控制系統。LIN以其低成本的優(yōu)勢成為車(chē)身控制系統網(wǎng)絡(luò )的首選。

　　系統的通訊由主控模塊控制通訊順序，LIN的數據幀是按數據內容定義的，而不是數據的目的地址。這樣定義可使多個(gè)節點(diǎn)收到同樣的信息，并且數據能夠以多種方式交換。數據可以從主節點(diǎn)發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)從節點(diǎn)，也可以通過(guò)從節點(diǎn)發(fā)送給主節點(diǎn)或其他從節點(diǎn)。因此從節點(diǎn)之間通訊并不需要經(jīng)過(guò)主節點(diǎn)，并且主節點(diǎn)可以將信息廣播給網(wǎng)絡(luò )內的所有節點(diǎn)。本系統中數據通訊主要是主模塊向三個(gè)模塊發(fā)送控制命令和三個(gè)子模塊向主模塊反饋的故障狀態(tài)數據。本系統定義了幾種數據類(lèi)型，一種是三個(gè)模塊各自接收的數據，另一種是前模塊和后模塊同時(shí)接收的數據，第三種是三模塊同時(shí)接收的數據，第四種是三模塊各自獨立發(fā)送的數據。通訊過(guò)程見(jiàn)系統軟件流程。

　　汽車(chē)上電磁干擾較厲害,對系統的抗干擾能力要求較高，系統在硬件和軟件上進(jìn)行了抗干擾設計。在硬件上，通訊線(xiàn)路上采用了光電隔離電路,電源也采用DC-DC隔離。在電源和地之間設計了一個(gè)去耦電容，它可以濾掉來(lái)自電源的高頻噪聲。在印刷線(xiàn)路板的布局上，將數字電路和功率驅動(dòng)電路合理分開(kāi)，使相互間的信號耦合減少到最小。在軟件上，系統采用了看門(mén)狗技術(shù)，從而增加了系統的可靠性。 系統軟件流程圖示于圖4。

　　圖4 軟件流程圖

　　結語(yǔ)

　　本設計方案實(shí)現了系統的基本功能，且結構簡(jiǎn)單成本低，該設計思想同樣適用于轎車(chē)和中型車(chē)輛。