基于can總線技術(shù)的電子控制系統(tǒng)單元在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用
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本文采用了基于can總線技術(shù),設(shè)計(jì)開發(fā)了應(yīng)用于汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的電子控制系統(tǒng)單元。
1 電子控制系統(tǒng)單元can通信模塊的設(shè)計(jì)
根據(jù)can通信原理,電子控制系統(tǒng)單元can通信模塊硬件主要由can控制器、can驅(qū)動器及中心微處理器構(gòu)成。傳統(tǒng)的can通信模塊采用51系列的單片機(jī)作為中心處理器,sja1000作為can控制器,pca82c250作為can驅(qū)動器。這種方案所占空間大,外圍接口擴(kuò)展局限,同時(shí)功耗高。本設(shè)計(jì)中,我們采用內(nèi)嵌有can控制器的lpc2119和tja1050總線驅(qū)動器構(gòu)成電子控制系統(tǒng)單元的can通信模塊。can通信模塊硬件圖如圖1所示。
lpc2119內(nèi)帶有arm7內(nèi)核,具有封裝小、功耗低、多個(gè)32位定時(shí)器、4路10位adc、2路can以及多達(dá)9個(gè)外部中斷等優(yōu)點(diǎn)。tja1050是philips公司生產(chǎn)的,用以替代pca82c250的高速can總線驅(qū)動器。該器件提供了can控制器與物理總線之間的接口以及對can總線的差動發(fā)送和接收功能。對于由"弱"終端構(gòu)成的端節(jié)點(diǎn),tja1050外圍的電阻和電容能改善系統(tǒng)的emc性能。實(shí)踐證明,采用lpc2119和tja1050構(gòu)造can通信模塊,外圍擴(kuò)展能力強(qiáng),空間小,同時(shí)改進(jìn)電磁輻射（eme）性能和抗電磁干擾（emi）性能。
2 電子控制系統(tǒng)單元控制模塊的設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的"蜘蛛網(wǎng)式"控制模塊,電路復(fù)雜,維修難度高。本設(shè)計(jì)中,我們采用功率模塊、人機(jī)通信模塊、狀態(tài)量輸入模塊的結(jié)合,構(gòu)造出電子控制系統(tǒng)單元控制模塊,提高了整個(gè)系統(tǒng)的可觀性和實(shí)效性?？刂颇K硬件圖如圖2所示。
2.1 功率模塊
考慮到汽車功率負(fù)載大及l(fā)pc2119的i/o口驅(qū)動的局限,系統(tǒng)中采用功率模塊作為中心微處理器與功率負(fù)載之間的橋梁。
設(shè)計(jì)中,我們采用摩托羅拉公司生產(chǎn)的mc33888功率器件控制遠(yuǎn)光燈、近光燈、倒車燈、剎車燈。mc33888內(nèi)部集成有四路高端燈驅(qū)動器和8路繼電器或發(fā)光二極管驅(qū)動器,是一個(gè)可控制網(wǎng)絡(luò),具有在板診斷、與微控制器通信報(bào)錯(cuò)能力及故障軟化等優(yōu)點(diǎn)?？紤]到車內(nèi)燈和示廊燈的功率相對比較大,我們采用mc33487功率器件進(jìn)行控制。mc33487內(nèi)部集成兩路帶有電流感應(yīng)的20毫歐姆高端驅(qū)動器,電流輸出4.5a.感性負(fù)載以及大電流的短路保護(hù)是整個(gè)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。mc33887具有功耗低、等待模式下電流25微安、輸出電流超過8安的短路關(guān)斷等優(yōu)點(diǎn),所以系統(tǒng)采用mc33887功率器件對電機(jī)、鎖、天線、洗滌泵進(jìn)行控制。
2.2 人機(jī)通信模塊
為了提高駕駛員和乘客的舒適性、安全性,整個(gè)系統(tǒng)必須在人和機(jī)器之間建立良好的人機(jī)通信模塊。bc7281、鍵盤模塊及外圍的led之間的結(jié)合,構(gòu)造出人機(jī)通信模塊。bc7281是比高公司推出的16位數(shù)碼管顯示及鍵盤接口專用芯片。該芯片通過外接移位寄存器（74hc164、74ls595等）可控制16位數(shù)碼管或者128只獨(dú)立的led。bc7281的驅(qū)動輸出極性及輸出時(shí)序均可通過軟件進(jìn)行控制,從而和各種驅(qū)動電路配合,適合任何尺寸的數(shù)碼管。通過人機(jī)通信模塊,人的意識能夠?yàn)闄C(jī)器所識別,同時(shí)機(jī)器也可以將一些相應(yīng)的狀態(tài)信息反饋到led或者lcd上,達(dá)到人機(jī)通信的可視化效果。
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