基于CAN總線(xiàn)EPB駐車(chē)電流采集節點(diǎn)的設計與研究

摘要：提出了利用AD574A并結合軟件解算的駐車(chē)電流的采集節點(diǎn)設計，該節點(diǎn)利用SJA1000 CAN收發(fā)器有效實(shí)現了車(chē)速信息經(jīng)CAN總線(xiàn)向中央控制ECU的傳輸。仿真分析實(shí)驗(或車(chē)架實(shí)驗)證明，電流采集能夠準確完成駐車(chē)電流的采集，并實(shí)現基于CAN總線(xiàn)的信息傳輸。

關(guān)鍵詞：電子駐車(chē)系統;CAN總線(xiàn);電流采集;中央控制節點(diǎn)

電子駐車(chē)制動(dòng)系統(EPB)指將行車(chē)過(guò)程中的臨時(shí)性制動(dòng)和停車(chē)后的長(cháng)時(shí)性制動(dòng)功能整合在一起，并且由電子控制方式實(shí)現停車(chē)制動(dòng)的技術(shù)。為了能夠獲取各車(chē)輛已施加的理論駐車(chē)壓力，并監控各車(chē)輛一體化執行機構的工作狀態(tài)，防止駐車(chē)電機長(cháng)時(shí)間工作在大電流狀態(tài)，防止駐車(chē)電機過(guò)熱燒ВEPB一般配有駐車(chē)車(chē)電流采集節點(diǎn)，并通過(guò)CAN總線(xiàn)將駐車(chē)電流發(fā)送給中央控制節點(diǎn)(ECU)。文中主要介紹了基于A(yíng)D574A的駐車(chē)電流采集節點(diǎn)的接口設置、采集方法及軟件設計。

1 系統硬件設計

駐車(chē)電流采集節點(diǎn)的硬件電路設計包括CAN總線(xiàn)通訊電路設計與車(chē)速采集電路設計兩部分，如圖1所示。

1)CAN總線(xiàn)通訊電路設計

CAN總線(xiàn)通訊電路設計時(shí)，CAN控制器使用由廣州致遠電子有限公司出品的CTM1050T(如圖2)，微控制器使用AT89S52。

2)電流采集硬件設計

電流采樣通過(guò)AD574A進(jìn)行，該芯片是美國AD公司生產(chǎn)的12位高速逐次逼近型模/數變換器，非常適合高精度快速采樣系統的使用。對于駐車(chē)電流的采集，考慮到為了控制電機轉動(dòng)方向，駐車(chē)電流的方向可變，故利用AD574A雙極性輸入，分為8位和4位兩次輸出。AD574A的信號組合功能如表1所示。

根據AD574A的信號組合功能表，AD574A有兩個(gè)選口地址，由A0區分。如圖1所示，對外部地址0x8fff寫(xiě)操作可啟動(dòng)12位A/D轉換，而讀0x9fff地址可讀得高8位數字量輸出，讀地址0xdfff則可讀取低4位的數字量輸出。被測信號則由13及9腳引入。在電路的連接過(guò)程中，模擬地與數字地即9及15腳必須共地，否則不能完成轉換。與AD574A的第12腳和10腳連接的兩個(gè)100歐的電位計分別用于調整芯片的零點(diǎn)和滿(mǎn)量程，首先令輸入電壓也應為-5 V，此時(shí)調節芯片12腳所接電位計R2，使轉換后輸出數字量在0000H～0001H間跳動(dòng);然后令輸入電壓為+5 V，此時(shí)調節芯片10腳所接電位計R1并測量分壓電阻兩端的電壓，使轉換后輸出的數字量在0FFEH～0PPFH之間跳動(dòng)。在設計硬件電路時(shí)要十分注意的一點(diǎn)就是AD574A的數據輸出線(xiàn)與單片機數據總線(xiàn)的連接方式應將高8位DB4到B11接到數據總線(xiàn)的D0到D7，而低4位DB0到DB3接到數據總線(xiàn)的高4位D4到D7。如果接錯的話(huà)就不能讀取正確的轉換結果，而且還很容易燒壞芯片。

硬件系統是通過(guò)在電路中串入分壓電阻，然后測量端電壓轉換成數字信號后，由單片機運算得到實(shí)時(shí)的電流值的。但由于駐車(chē)制動(dòng)的最大工作電流25 A，因此分壓電阻的阻值必須很小才能保證不被燒毀，因此系統采用0.007 5 Ω的電阻。

2 系統軟件設計

1)駐車(chē)電流采集軟件設計

鑒于前述的駐車(chē)電流的采集方法，根據接口設計及時(shí)序要求，系統設計了基于該方法的駐車(chē)電流采集節點(diǎn)，駐車(chē)電流采集的主程序流程圖如圖3所示。

2)CAN總線(xiàn)ECU數據接收設計

中央控制節點(diǎn)按照已定義的通訊機制，利用定時(shí)器0中斷，定時(shí)讀取向CAN總線(xiàn)發(fā)送的采集駐車(chē)電流數據幀。各參數采集節點(diǎn)同時(shí)接收到該幀后，將本節點(diǎn)緩沖區內的采集信息，按定義好的優(yōu)先級依次返回給中央控制節點(diǎn)。中央控制節點(diǎn)接收到參數采集節點(diǎn)的返回信息后，更新緩沖區內的數據。圖4是駐車(chē)電流采集節點(diǎn)的中斷程序流程圖。

3 系統仿真實(shí)驗

由于實(shí)驗條件的約束，在無(wú)法以真車(chē)實(shí)驗的形式獲得車(chē)速傳感器的脈沖值之前，進(jìn)行了系統仿真實(shí)驗(汽車(chē)臺架實(shí)驗)。測試過(guò)程中，利用電機帶動(dòng)負載，模擬變化的駐車(chē)制動(dòng)電流，通過(guò)返回數據驗證電流的采集的正確性。

利用PC上位機通過(guò)CAN232B智能PC-CAN總線(xiàn)接口卡進(jìn)行CAN總線(xiàn)調試。GY8501 CAN232B智能PC-CAN總線(xiàn)接口卡是帶有1路CAN接口和一路RS232接口的智能型CAN總線(xiàn)接口卡，可進(jìn)行雙向傳送。接口卡可以被作為一個(gè)標準的CAN節點(diǎn)，是CAN總線(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、CAN總線(xiàn)設備測試、數據分析的強大工具。CAN232B設備中，CAN總線(xiàn)電路采用獨立的DCDC電源模塊，進(jìn)行光電隔器具有很強的抗干擾能力，保證了測試的可靠性和抗干擾性。CAN232B產(chǎn)品可以利用廠(chǎng)家提供的CANTools工具軟件，直接進(jìn)行CAN總線(xiàn)的配置，發(fā)送和接收。

通過(guò)對所設計的基于CAN總線(xiàn)的電子駐車(chē)電流采集節點(diǎn)進(jìn)行調試，該節點(diǎn)均能正常工作，參數采集準確，CAN總線(xiàn)發(fā)送與接收報文正確，并實(shí)現了預期的設計功能。

4 結束語(yǔ)

測試結果表明，該系統能實(shí)時(shí)采集駐車(chē)電流，控制相關(guān)駐車(chē)系統。該系統的應用延長(cháng)了電子駐車(chē)制動(dòng)系統的使用壽命，使電子駐車(chē)系統更加節能、經(jīng)濟。