- LIN總線技術(shù)簡介
- 車燈系統(tǒng)的硬件電路實現(xiàn)
- 選用InfineonTLE6258系列收發(fā)器
- 選用Infineon的BTS系列驅(qū)動芯片
LIN總線技術(shù)
LIN(LocalInterconnectNetwork)是一種低成本的串行通訊協(xié)議，以廣泛應(yīng)用的SCI(UART)為基礎(chǔ)定義，硬件實現(xiàn)成本低廉。它基于主從結(jié)構(gòu)，單主節(jié)點多從節(jié)點，無須仲裁機制，使用單線通信，減少了大量線束的重量和費用，其應(yīng)用目標是帶寬性能要求不高的低速系統(tǒng)，通信速率為1～20Kb／s，目前主要被用于替代CAN總線在汽車網(wǎng)絡(luò)化電子控制系統(tǒng)中實時性要求不高的底端電子控制裝置間的通訊。
LIN總線報文傳輸是由報文幀的格式形成和控制。報文幀由主機任務(wù)向從機任務(wù)傳送同步和標識符信息，并將一個從機任務(wù)的信息傳送給其他從機任務(wù)。主機任務(wù)位于主機節(jié)點內(nèi)部，它負責報文的進度表、發(fā)送報文頭(HEADER)。從機任務(wù)位于所有的節(jié)點中(即主機和從機)，其中一個發(fā)送報文的響應(yīng)(RESPONSE)。
一個報文幀(見圖1)是由一個主機節(jié)點發(fā)送的報文頭和一個主機或從機節(jié)點發(fā)送的響應(yīng)組成。
報文幀的報文頭包括一個同步間隔場(SYNCHBREAKFIELD)、一個同步場(SYNCHFIELD)和一個標識符場(IDENTITYFIELD)。報文幀的響應(yīng)(RESPONSE)則由3～9個字節(jié)場組成：2，4或8字節(jié)的數(shù)據(jù)場(DATAFIELD)和1個字節(jié)的校驗和場(CHECKSUMFIELD)。字節(jié)場由字節(jié)間空間分隔，報文幀的報文頭和響應(yīng)是由一個幀內(nèi)響應(yīng)空間分隔。最小的字節(jié)間空間和幀內(nèi)響應(yīng)空間是0。
車燈系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
1車燈系統(tǒng)方案介紹
整個車燈系統(tǒng)共包括五個模塊(見圖2)：一個主機節(jié)點，負責掃描來自操作面板開關(guān)信息(如近光燈，霧燈，轉(zhuǎn)向燈)和來自CAN網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)信息(如剎車燈)。并通過LIN總線將其發(fā)送給四個從機節(jié)點；四個從機節(jié)點包括車頭和車尾各兩個控制節(jié)點，負責接收來自LIN總線的開關(guān)信息，控制車燈負載動作，并采集由驅(qū)動芯片反饋的車燈故障信息，通過LIN總線反饋給主機，由主機節(jié)點負責故障信息的處理和顯示。
2硬件選擇及說明
主機和從機MCU分別選用FREESCALE的MC9S08DZ60和MC9S08SG04芯片。DZ60芯片內(nèi)部集成一個CAN控制器和兩個SCI模塊，可以作為車燈控制模塊和其他車身網(wǎng)絡(luò)連接的CAN／LIN網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)整車網(wǎng)絡(luò)通訊的統(tǒng)一。SG04是FREESCALE公司開發(fā)的專門用于車身底端網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點的汽車級低成本芯片，內(nèi)部集成一個SCI模塊、兩個PWM模塊和多個A／D轉(zhuǎn)換模塊，可直接作為LIN網(wǎng)絡(luò)的從機節(jié)點并能方便的實現(xiàn)對車燈負載的控制及對模擬負載故障信息的采集。
LIN收發(fā)器選用InfineonTLE6258系列收發(fā)器。TLE6258是單線收發(fā)器，適用于LIN協(xié)議，發(fā)送速率可達20Kb／s，功耗低，具有短路保護和過溫保護功能，適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用。為了減小電流損耗，TLE6258提供了一種空閑模式，在空閑模式下，TLE6258退出總線活動，電流降到最低，從而達到減小功率損耗的目的。在正常工作模式下，通過對ENN引腳置1進入空閑模式；在空閑模式下，通過在總線上發(fā)送喚醒幀，可把主機或從機從空閑模式喚醒，返回到正常工作模式。進入正常模式后，ENN引腳復位為0，釋放RxD引腳到傳輸數(shù)據(jù)狀態(tài)。
功率驅(qū)動芯片選用Infineon的BTS系列驅(qū)動芯片：BTS6143D用于驅(qū)動大燈，如近光燈、霧燈，BTS724G用于驅(qū)動小燈，如轉(zhuǎn)向燈、位燈。BTS6143D是N溝道FET功率管，內(nèi)部集成充電泵，電流驅(qū)動，并且具有負載電流檢測的故障反饋功能，包括過載、過溫和短路檢測，BTS6143D為單通道輸入輸出，可實現(xiàn)對負載電流的模擬量診斷反饋；BTS724G是電源MOSFET高位開關(guān)，帶四通道輸入輸出，且每一對輸入輸出相互獨立，可輸出數(shù)字量診斷反饋信號。如圖3，圖4以近光燈、轉(zhuǎn)向燈和位燈為例分別顯示了大燈驅(qū)動電路設(shè)計和小燈的驅(qū)動電路設(shè)計。
車燈系統(tǒng)的軟件設(shè)計
系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括三個相對獨立的模塊設(shè)計：主機對來自操作面板和CAN總線的開關(guān)信息掃描模塊；主機和從機節(jié)點之間信息的通訊模塊；各從機節(jié)點對車燈負載的動作控制及故障信息采集模塊。其中后兩個模塊的設(shè)計是整個系統(tǒng)軟件設(shè)計部分的核心。
