車身中央控制器的設計與實現(xiàn)

　　摘要：采用單片機MC9S12XS128實現(xiàn)了一款車身中央控制器，實現(xiàn)了對中央集控門鎖、外部燈光、內(nèi)部燈光、雨刷的控制，同時通過RF技術實現(xiàn)了防盜報警功能和遙控門鎖控制，通過LIN總線實現(xiàn)了對四個車窗的控制。

　　關鍵字：LIN;集控門鎖;防盜報警引言

　　汽車電子已經(jīng)進入大規(guī)模應用階段，總線技術、智能傳感、近距無線、射頻通信等技術大大提升了汽車的智能水平，拓展了汽車的使用空間。根據(jù)其使用領域的不同，一般把汽車電子劃分為車身控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)四大部分，其中對于車身控制系統(tǒng)，一般采取集中式控制、分布式控制兩種方案進行設計。

　　對于成本敏感的低端汽車而言，集中式控制能更好地控制成本，而對于有一定功能升級要求的中高端汽車，采用分布式系統(tǒng)便于功能的擴展和升級。現(xiàn)在汽車廠商一般會針對汽車配置級別的不同采用不同的方案，對某一車系的低配，其車身中央控制器的集中度更高一些，而對于高配，則把車身中央控制器的部分功能以單節(jié)點的形式實現(xiàn)，并添加部分智能化的功能，節(jié)點和車身中央控制器之間采用CAN總線或LIN總線進行通信[1]，比如可以把中央控制器中的車窗升降功能分離出來，以單節(jié)點形式實現(xiàn)并實現(xiàn)智能化的車窗防夾手功能。

　　圖1是某車型采用LIN總線設計實現(xiàn)的分布式車身控制系統(tǒng)，包括車身中央控制器(以下簡稱BCM)、四個車窗節(jié)點和兩個傳感器節(jié)點，其中BCM作為LIN主節(jié)點，接收來自車窗節(jié)點和傳感器節(jié)點的狀態(tài)信號并實現(xiàn)對車窗節(jié)點的控制，它是車身控制系統(tǒng)最主要的單元。以下結合為該車型開發(fā)的BCM的經(jīng)驗，詳細介紹BCM的系統(tǒng)結構及其軟硬件實現(xiàn)。

　　BCM系統(tǒng)結構

　　BCM是個典型的控制系統(tǒng)，其輸入接口包括一系列開關信號和脈沖信號，控制對象包括門鎖、燈光、雨刷、車窗、報警器，通過RF信號和遙控車鑰匙通信，通過LIN總線和傳感器節(jié)點及車窗節(jié)點進行通信，其系統(tǒng)結構如圖2所示。

　　從圖2可以看出，輸出控制是BCM的核心模塊，輸入信號檢測、通訊、防盜報警狀態(tài)管理都是為輸出控制服務的。以下就輸入信號檢測、輸出控制、LIN通訊三方面描述其硬件設計及軟件開發(fā)。

　　輸入信號檢測

　　根據(jù)輸入信號的性質(zhì)及其檢測方式，BCM輸入信號包括開關信號和脈沖信號。在電氣特性上，這些信號都表現(xiàn)為高低電平形式的單根物理連線，其中車速信號和碰撞信號為有周期特性的脈沖信號，開關信號則時間離散，由外部輸入(一般是人的操作)決定。

　　輸入檢測在硬件設計上比較簡單，進行簡單的限流和濾波[2]，分壓后直接接在單片機的IO引腳上即可，如圖3所示。

　　在以組合邏輯形式出現(xiàn)的輸出控制邏輯中，在條件A滿足的情況下，激勵B會觸發(fā)控制C。開關信號的狀態(tài)及其變化經(jīng)常作為某個控制邏輯的條件和激勵，所以對于這種在物理上表示為單根連線的開關量信號，在邏輯上則對應三個變量，分別表示該開關信號的當前狀態(tài)及變化。如左轉(zhuǎn)向燈開關對應于外部連接端口D3這個物理信號，在程序內(nèi)部邏輯上對應的三個變量為：

　　Bool LeTurnSwitch;

　　Bool LeTurnSw_close_event;

　　Bool LeTurnSw_open_event;