基于XC164CM的車(chē)燈控制系統的設計與實(shí)現

2．3 CAN控制模塊

XC164CM單片機集成了TwinCAN模塊，實(shí)現CAN總線(xiàn)通信功能。其主要特性為：1)包括兩個(gè)全CAN功能節點(diǎn)，每一個(gè)CAN節點(diǎn)通過(guò)一對接收和發(fā)送引腳連接到總線(xiàn)收發(fā)器，可獨立工作或者通過(guò)網(wǎng)關(guān)功能交換數據幀和遠程幀。2)CAN幀的發(fā)送和接收遵循CAN V2．0B(active)規范，且每個(gè)CAN節點(diǎn)都能接收和發(fā)送帶11個(gè)標識符的標準幀和帶29位標識符的擴展幀。3)具有靈活和功能強大的報文傳送控制和錯誤處理能力，CAN總線(xiàn)通信處理更加精確和方便。4)2個(gè)CAN節點(diǎn)的位定時(shí)源于外設時(shí)鐘，可以通過(guò)編程使數據速率達到1 Mbps。5)具有8個(gè)單獨的可編程中斷節點(diǎn)和適用于發(fā)送和接收的FIFO。

系統通過(guò)XC164CM單片機CAN總線(xiàn)接口與采用SJA1000控制器和82C250收發(fā)器的單片機開(kāi)發(fā)板連接測試CAN通信模塊，實(shí)現人機交互功能。電路圖如圖2所示。

2．4 LED驅動(dòng)器

驅動(dòng)模塊參照西工大LED驅動(dòng)電源標準，信號燈選用了3～15 W功率范圍的LM3406型驅動(dòng)器，照明燈選用了20～45 W功率范圍的LM3409型驅動(dòng)器。

LM3406型驅動(dòng)器是具備寬輸入電壓范圍，低參考電壓和雙導線(xiàn)調光功能的降壓穩壓器，可提供高達1．5 A的正向電流，是LED的理想恒流供應源。這款芯片內置有可確保電流平均輸出的積分電路。在轉換器采用連續導電模式((CCM)操作時(shí)，受控導通時(shí)間結構可以確保無(wú)論輸入及輸出電壓的變動(dòng)如何，開(kāi)關(guān)頻率都會(huì )恒定不變。因此LM3406的輸出電流極為準確，瞬態(tài)響應也極快，可以在不同的情況下確保開(kāi)關(guān)頻率恒定不變。

LM3409是一款降壓穩流的P溝道MOSFET控制器，提供寬輸人電壓范圍，具有高邊電流檢測功能，采用增強散熱的eMSOP-10封裝。因此，LM3409是驅動(dòng)LED的理想恒流源，輸出的正向電流可高達5 A。另外，LM3409采用恒定關(guān)斷時(shí)間(COT)控制功能調整電流，確保輸出電流大小恒定，而且無(wú)需通過(guò)外置元件提供環(huán)路補償，可以輕易實(shí)現模擬及PWM調光功能，可充分發(fā)揮亮度變化高度線(xiàn)性以及高對比度的優(yōu)點(diǎn)，并提供可編程欠壓鎖定、低功耗關(guān)斷及熱關(guān)斷等功能。

信號燈和照明燈驅動(dòng)器結構分別采用NI公司的LM3406和LM3409作為主控芯片的BUCK電路，芯片工作的溫度范圍為-40+125℃。其電路原理如圖3所示。

3 軟件設計

程序主要采用中斷控制方式，系統流程主要包括主函數，定時(shí)器中斷子程序，CAN接收中斷子程序3部分。具體系統流程圖如圖4所示。

3．1 主函數部分

1)初始化部分：設置各端口的輸入輸出狀態(tài)，對各個(gè)模塊進(jìn)行初始化并開(kāi)啟定時(shí)器。

2)開(kāi)關(guān)掃描：選用6路開(kāi)關(guān)控制10路燈的開(kāi)啟和關(guān)閉。當開(kāi)關(guān)閉合時(shí)輸出低電平，此時(shí)對應LED燈的開(kāi)啟狀態(tài)；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)輸出高電平，對應LED燈的關(guān)閉狀態(tài)。

3)狀態(tài)數字量生成：狀態(tài)數字量為16位數據，狀態(tài)位(高八位)表示驅動(dòng)器狀態(tài)，標志位(低八位)表示驅動(dòng)器編號。車(chē)燈的初始亮度設為6級。

4)使能全局中斷，等待定時(shí)器中斷信號和CAN總線(xiàn)通信中斷信號，并在接收到中斷信號后進(jìn)入相應的中斷服務(wù)程序。

3．2 定時(shí)器中斷子程序

定時(shí)器每20 ms產(chǎn)生一次定時(shí)中斷信號，進(jìn)入定時(shí)器中斷服務(wù)程序。在定時(shí)器中斷服務(wù)程序中實(shí)現的操作有：

1)開(kāi)啟AD轉換，等待AD轉換完成，并將對AD采樣結果做歸一化處理。

2)環(huán)境亮度檢測：為避免亮度信息的誤判斷，只有當位于車(chē)身前向、側面和頂部3個(gè)方向的光敏電阻器同時(shí)檢測到亮度值變化時(shí)(且同時(shí)超過(guò)判斷門(mén)限)，才認為檢測結果有效，判斷所處環(huán)境亮度等級，并將結果送至車(chē)燈亮度調整程序。若3個(gè)光敏電阻未同時(shí)檢測到亮度值變化，則認為只是外界干擾造成的亮度差異，而行車(chē)環(huán)境的亮度未發(fā)生變化。

3)在檢測環(huán)境亮度的同時(shí)，對10路LED燈的開(kāi)關(guān)量也進(jìn)行檢測和更新。

4)車(chē)燈亮度調整：將檢測到的外界環(huán)境亮度和前一次檢測到的環(huán)