基于LIN总线的车灯在线诊断系统设计与实现

1、基于lin总线的车灯在线诊断系统设计与实现汽车技术是现场总线的应用之一，最初现场总线只用于工业控制。所谓现场总线是应用在生产最底层的一种总线型拓扑网络。汽车车身控制网络目前要解决的问题就是建立一个统一、低成本的低端通讯网络标准，lin作为can的辅助总线而存在，实现车身控制网络的层次化，以更低的成本实现车身控制网络。lin总线的目标就是定位于车身网络模块节点间的低端通讯，与can相比，因为lin采纳了低成本硬件的从节点，从而降低了硬件平台的成本。另外，lin彻低可以满足大多数低端应用对象对传输速率的要求。所以un以较低的成本实现了开关器件间的网络通讯，有效支持了汽车应用中分布式机械节点的控制。

2、2 硬件设计21 系统设计思想lin从节点对总节点发出的控制信号举行处理，并对车灯驱动电路状态举行测量。当从节点接收到报文信息后，对车灯发出相应的控制信号，并分析各灯的状态，若发生故障，则生成一个数据信息发送到总节点。lin从节点在检测到总节点发送的信号后，先通过报文帧举行识别，看其是否属于自己的报文信息。若属于则首先推断报文是不是查询信息，假如是，则返回一个响应信息，假如是控制信息，则对相应的车灯举行控制，并对该车灯驱动电路上的测量点电位举行测量和举行处理。看其是否发生故障。若发生故障，则通过lin总线发送信息给总节点。图l示出lin节点的硬件电路设计。22 器件介绍基本的lin节点电路主要

3、包括、lin、和车灯驱动电路。221 mcu控制单元设计中mcu选用mc68hc908ql4。它集成了一个从lin接口控制模块slic (slave lin interface controller)，在普通状况下，suc可作为sci端口用法。该器件的主要特点是：具有自立的lin报文标识符，8 b报文缓存区；自动调节波特率，帧同步；自动处理和订正un同步间隔(synch break)和同步场(synch byte)；没有错误的lin信息最多产生两个中断；完整的lin错误检测和报告；高速lin达到8333 kbs120 kbs；增加型检测及其包括id的产生。只要按模块的需要设置相应的寄存器，就可

4、以自动根据lin总线协议举行和发送数据。这相对于slic模块的而言，则降低了软件开发上的难度。mcu模块的衔接2所示。222 lin收发器选用tjal020作为lin收发器，tjal020是lin主从协议控制器和lin物理总线之间的接口，主要用作于车辆副网络。其波特率为2420 kbs。控制器在txd管脚输入的发送数据流通过lin收发器转换成lin总线信号，并由收发器控制转换速率和波形，削减极低的电磁放射(eme)。lin总线的输出管脚通过一个内部终端拉成高电平。收发器在lin总线的输入管脚检测数据流并通过管脚rxd发送到微控制器。tjal020的主要特点是：具有高达20kbs的波特率和极低的

5、电磁放射(eme)；具有高抗电磁干扰性(emi)和低斜率模式可以进一步降低eme；具有唤醒源识别本地或远程；具有在睡眠模式下消耗极低，可实现本地或远程唤醒；具有发送数据超时功能；lin总线对电池和地的短路庇护；具有总线终端和电池管脚，可防止汽车环境下的瞬变。图3所示为lin模块电路设计。223 电源模块本设计中，lin模块的调整器均采纳微功耗、低压差稳压器ltll2l一5。选用ltl1215通过对shdn输入低电平，能使其进入停止模式，这时静态电流惟独16a，因此在总线上没有活动时，就能达到削减功耗的目的；此外，该器件还具有防止输入和输出电源反向的功能，即使在输出端不增强的状况下，也能防止电流

6、反向倒流。图4给出电源模块电路。224 车灯的驱动电路采纳功率驱动器bts724g来驱动2l w和5 w的车灯。该驱动器是英飞凌公司设计的n沟道功率管，内部集成了充电泵、电流驱动，并具有检测负载电流(包括过载、过温柔短路)故障反馈功能。bts724g采纳12 v或24 v负载控制，适用于各种阻性、感性或容性负载，尤其适用于车灯等具有高浪涌电流的负载，可作为、保险丝等的替代控制办法。bts724g还具有短路庇护、过载庇护、过压庇护、过温关断、掉地和掉电庇护、静电放电庇护和电源反接庇护等多项庇护功能。图5给出驱动电路。3 软件设计车灯控制系统主要完成两个功能：一是实现lin子节点对车灯的控制；二是

7、实现对车灯故障的诊断。在控制中，通过分析总线电位和驱动电路中输入、输出、故障诊断引脚的电位来推断系统是否发生故障。要使lin总线节点有效、实时地完成通相信务，软件设计是关键。采纳结构化程序设计计划具有较好的模块性、可移植性和可修改性。lin信息的接收采纳中断方式，当mc68hc908q14控制器检测到符合该节点要求的信息帧后，首先推断本地节点接收到的是什么信息帧，若为控制信息，则接收2个字节的数据信息；若为查询信息，则将本地节点车灯的状态以信息帧的形式发送回主节点，以反映节点状况。然后推断，若为接收数据帧，则在slic模块中的数据寄存器(sx)上读取相应的信息。最后是按照数据信息中相关的位举行车灯控制，在发出控制信号后地相应采集车灯驱动芯片输入、输出和故障诊断引脚的电位，通过对电位的分析推断否发生故障，若发生故障则发送一个故障信息。图6给出程序流程图。4 结语介绍了基于lin总线的车灯在线诊断