基于LIN总线的汽车HID前照灯自动调光系统

1、    基于LIN总线的汽车HID前照灯自动调光系统摘要：针对汽车HID前照灯对自动调光的需求，本文设计了一套基于LIN总线的前照灯自动调光系统。介绍了系统的总体设计方案、硬件组成和软件设计基本思想，并给出了软件编程的基本框架。关键词：前照灯；自动调光；LIN总线；步进电机控制引言HID是高压气体放电灯（HighIntensityDischarge）的缩写，也可称为重金属灯或者氙气大灯。与传统卤素灯泡相比，HID有亮度高、寿命长、省电等优点。正是由于HID具有高亮度的特点，如果使用时照射摘 要：针对汽车HID前照灯对自动调光的需求，本文设计了一

2、套基于LIN总线的前照灯自动调光系统。介绍了系统的总体设计方案、硬件组成和软件设计基本思想，并给出了软件编程的基本框架。 关键词：前照灯；自动调光；LIN总线；步进电机控制引言HID是高压气体放电灯（High Intensity Discharge）的缩写，也可称为重金属灯或者氙气大灯。与传统卤素灯泡相比，HID有亮度高、寿命长、省电等优点。正是由于HID具有高亮度的特点，如果使用时照射高度调节不当，在会车时将会对迎面来车的司机造成强烈的眩目，产生安全隐患。为了规范HID前照灯的市场，联合国欧洲经济委员会（United Nations Economic&

3、#160;Commission for Europe）在ECE-R48条款中明确规定：装备HID前照灯的车辆必须配备能够全自动调节其照射高度的系统，也可称之为前照灯水平自动调光系统。该系统工作时，会根据车辆负载的变化自动调整HID前灯的投射俯仰角度，确保其投射高度在合适的范围内，既达到良好的照明效果，又不会对迎面车辆的司机造成眩目。      系统总体方案设计如图1所示，系统可分为三个部分，即车身高度传感器、中央控制单元和驱动执行单元。系统运作情况如下：该系统的主MCU（MC68HC908GZ60）采集车身前后轴高

4、度传感器的信号，经运算后发出控制信号分别给左右前照灯的水平调光步进电机，指示电机转动到指定位置，完成自动调光。系统硬件设计车身高度传感器该系统的主要原理是利用测定车内两个基准点（约前、后轴位置）到地面的距离差得出车辆的倾斜角度信号，从而进行水平调节。可选择光电编码式的车高传感器，把车身高度的变化（悬架变形量的变化）变换成传感器轴的旋转，将检测出的旋转角度信号转变为电压信号输入MCU。实验中，车身高度传感器在车左前轮和左后轮内侧各装一个。中央控制单元系统中央控制单元采用飞思卡尔（Freescale）公司生产的MC68HC908GZ60芯片为主MCU，配合其他必要元件组成控制单元电路。该芯片主要特

5、性有：8位HC08型CPU，开发资源丰富，兼容性好；片载60KB Flash EEPROM，2KB RAM；24通道A/D转换模块，10位精度。此外，选择飞思卡尔MC33399芯片与核心MCU通过SCI口相连，作为LIN总线收发器。该芯片最多可以驱动16个节点。之所以选择LIN总线，是因为它已经是车用总线中较为普及的一种，它的优点是芯片价格低廉，性价比高。LIN总线信号传输速率可达19.2kbps，一般用在对汽车安全性要求不高的控制场合，例如电控门窗、车灯开关控制等。LIN总线主节点电路原理图如图2所示。图2 LIN总线主节点电路原理图    驱动执行单元驱动执行单元，主要是通过获取LIN总线上的信号，来控制步进电机转动，从而带动前照灯反光板沿垂直方向转动，完成水平调光。此处选择了美国AMI半导体公司的AMIS-30623步进电机控制芯片。该芯片属高集成度芯片，内建了电源模块、控制器、LIN总线收发器和步进电机驱动。其主要特性有：最高峰值电流输出达800mA；提供最高达16细分数的步进电机驱动；内建加减速算法；完全兼容LIN1.3规范。由于AMIS-30623芯片本身不可重新编程，一切操作均通过LIN总线调用其内部函数来完成，所以