LIN總線(xiàn)在汽車(chē)門(mén)控系統中的應用

圖二　LIN信號結構示意圖

　　LINSCI
　　LINSCI可以集成在8位MCU中，可實(shí)現標頭偵測（HeaderDetection）、指示器（Identifier）和非相關(guān)字節過(guò)濾（IrrelevantByteFiltering）、延伸性錯誤偵測（ExtendedErrorDetection）和再同步化（Resynchronisation）等功能。其作用是使從設備的LIN總線(xiàn)功能更有效地發(fā)揮。
　　LINSCI也可以實(shí)現更高的精度。LIN總線(xiàn)的波特率（BaudRate）預定標器（Prescaler）一般為8位整型值，分辨率有限，使得很難達成標準SCI位時(shí)間取樣原則所需要的誤差率為2%的準確性。LIN總線(xiàn)波特率一般為10kbps和20kbps，如果按20kbps計算，假設CPU頻率為8MHz，由于LIN的頻率寬容度為15%，量化錯誤將達到2.33%。LINSCI的預定標器則以12位無(wú)符號（Unsigned）定點(diǎn)值（即LDIV）代替8位整型值，量化誤差則可下降到0.15%。

圖三　LINSCI數據結構圖

　　實(shí)現LIN系統的最優(yōu)化包含許多方面因素。雖然以標準SCI所建立的LIN網(wǎng)絡(luò )已具備極佳性能，但LIN數據傳輸所需要的頻寬和CPU負荷，應用上所需的頻率準確性，以及LIN界面的穩定和有效性等都是應該考慮的因素。此外，硬件技術(shù)上的強化也十分必要。
　　ST的LINSCI即可通過(guò)這些手段實(shí)現更高的效率和更低的成本。首先，經(jīng)過(guò)強化的硬件SCI端口減少了CPU負載，相應提高了系統效能。低成本主要由高集成度獲得，其內部集成了1MHz震蕩器、帶有運算放大器的快速10位ADC，以及帶有低電壓檢測器的可配置重啟電路，簡(jiǎn)化了外部電路和系統設計，降低了制造成本。同時(shí)，8KB的擴展內存能在單一供給電壓下操作，除了提供更快速的編程能力，還降低了電路板的復雜程度。
　　汽車(chē)門(mén)控系統架構實(shí)例
　　以汽車(chē)門(mén)控系統舉例。如圖四所示，目前中高檔車(chē)型的門(mén)控系統主要包括車(chē)門(mén)鎖（Lock）、防盜門(mén)鎖（DeadLockLatch）、動(dòng)力車(chē)窗（PowerWindow）、踏腳燈（Footsteplight），及切換面板照明（SwitchPanelIllumination）等。其主節點(diǎn)為一個(gè)與車(chē)體CAN網(wǎng)絡(luò )相連的中央車(chē)體控制單元（CentralBodyECU），每個(gè)車(chē)門(mén)都有一個(gè)車(chē)門(mén)模塊，即按四門(mén)的車(chē)身則為DM-Driver（司機位置）、DM-Passenger（副駕駛位置）、DM-RearRight（右后門(mén)）和DM-RearLeft（左后門(mén)）提供門(mén)鎖和動(dòng)力車(chē)窗等功能；另外兩個(gè)前門(mén)還有MMR和MML左右后視鏡控制模塊。駕駛端的中央切換面板（CentralSwitchPanel）是一個(gè)獨立的從節點(diǎn)，控制所有的動(dòng)力車(chē)窗、手動(dòng)門(mén)鎖及后視鏡等功能。

圖四　LIN網(wǎng)絡(luò )門(mén)控系統示意圖

　　汽車(chē)門(mén)控系統的應用場(chǎng)景對LIN網(wǎng)絡(luò )提出了以下需求：當主控器收到從遙控鑰匙發(fā)出的有效信號時(shí)，必須要啟動(dòng)門(mén)控系統，從節點(diǎn)通常通過(guò)CAN總線(xiàn)接收；當正確的鑰匙打開(kāi)前門(mén)時(shí)，也同時(shí)啟動(dòng)門(mén)控系統；從節點(diǎn)會(huì )直接反應而不需經(jīng)由與主控器的通訊；切換面板的詢(xún)問(wèn)動(dòng)作（Polling）功能，以確保響應對各個(gè)驅動(dòng)裝置控制，如動(dòng)力車(chē)窗、后視鏡調整、門(mén)鎖等的主動(dòng)式切換；對所有從節點(diǎn)的詢(xún)問(wèn)功能，以得到車(chē)窗升降的位置狀態(tài)，以及車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)情況；以及系統對所有從節點(diǎn)的睡眠模式控制（即電池供應操作模式）等。因此門(mén)控系統的MCU也需要與上述功能相符，例如必須針對車(chē)窗的升降提供防夾（Anti-Pinch）功能、馬達的PWM控制及車(chē)窗位置監控；能以SPI接口來(lái)控制門(mén)鎖馬達；對于車(chē)鑰匙的拔出及開(kāi)門(mén)的動(dòng)作，能夠提供電源供應模式的接觸式監控，以及對后視鏡及切換面板的操控功能等。