- LIN總線技術(shù)簡介
- 車燈系統(tǒng)的硬件電路實(shí)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(shí)現(xiàn)成本低廉。它基于主從結(jié)構(gòu),單主節(jié)點(diǎn)多從節(jié)點(diǎn),無須仲裁機(jī)制,使用單線通信,減少了大量線束的重量和費(fèi)用,其應(yīng)用目標(biāo)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(shí)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(jī)任務(wù)向從機(jī)任務(wù)傳送同步和標(biāo)識符信息,并將一個從機(jī)任務(wù)的信息傳送給其他從機(jī)任務(wù)。主機(jī)任務(wù)位于主機(jī)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部,它負(fù)責(zé)報文的進(jìn)度表、發(fā)送報文頭(HEADER)。從機(jī)任務(wù)位于所有的節(jié)點(diǎn)中(即主機(jī)和從機(jī)),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(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報文頭和一個主機(jī)或從機(jī)節(jié)點(diǎn)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(biāo)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(yàn)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(jī)節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)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(jī)節(jié)點(diǎn);四個從機(jī)節(jié)點(diǎn)包括車頭和車尾各兩個控制節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)接收來自LIN總線的開關(guān)信息,控制車燈負(fù)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(jī),由主機(jī)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)故障信息的處理和顯示。
2硬件選擇及說明
主機(jī)和從機(jī)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(shí)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(diǎn)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(jī)節(jié)點(diǎn)并能方便的實(shí)現(xiàn)對車燈負(fù)載的控制及對模擬負(fù)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(dá)20Kb/s,功耗低,具有短路保護(hù)和過溫保護(hù)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(dá)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(jìn)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(jī)或從機(jī)從空閑模式喚醒,返回到正常工作模式。進(jìn)入正常模式后,ENN引腳復(fù)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(fù)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(shí)現(xiàn)對負(fù)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(dú)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(dú)立的模塊設(shè)計:主機(jī)對來自操作面板和CAN總線的開關(guān)信息掃描模塊;主機(jī)和從機(jī)節(jié)點(diǎn)之間信息的通訊模塊;各從機(jī)節(jié)點(diǎn)對車燈負(fù)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。