車(chē)身中央控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘要：采用單片機(jī)MC9S12XS128實(shí)現(xiàn)了一款車(chē)身中央控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中央集控門(mén)鎖、外部燈光、內(nèi)部燈光、雨刷的控制，同時(shí)通過(guò)RF技術(shù)實(shí)現(xiàn)了防盜報(bào)警功能和遙控門(mén)鎖控制，通過(guò)LIN總線實(shí)現(xiàn)了對(duì)四個(gè)車(chē)窗的控制。

　　關(guān)鍵字：LIN;集控門(mén)鎖;防盜報(bào)警引言

　　汽車(chē)電子已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，總線技術(shù)、智能傳感、近距無(wú)線、射頻通信等技術(shù)大大提升了汽車(chē)的智能水平，拓展了汽車(chē)的使用空間。根據(jù)其使用領(lǐng)域的不同，一般把汽車(chē)電子劃分為車(chē)身控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)四大部分，其中對(duì)于車(chē)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(jìn)行設(shè)計(jì)。

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

　　圖1是某車(chē)型采用LIN總線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的分布式車(chē)身控制系統(tǒng)，包括車(chē)身中央控制器(以下簡(jiǎn)稱BCM)、四個(gè)車(chē)窗節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，其中BCM作為L(zhǎng)IN主節(jié)點(diǎn)，接收來(lái)自車(chē)窗節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)并實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)窗節(jié)點(diǎn)的控制，它是車(chē)身控制系統(tǒng)最主要的單元。以下結(jié)合為該車(chē)型開(kāi)發(fā)的BCM的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹BCM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其軟硬件實(shí)現(xiàn)。

　　BCM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　BCM是個(gè)典型的控制系統(tǒng)，其輸入接口包括一系列開(kāi)關(guān)信號(hào)和脈沖信號(hào)，控制對(duì)象包括門(mén)鎖、燈光、雨刷、車(chē)窗、報(bào)警器，通過(guò)RF信號(hào)和遙控車(chē)鑰匙通信，通過(guò)LIN總線和傳感器節(jié)點(diǎn)及車(chē)窗節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(hào)檢測(cè)、通訊、防盜報(bào)警狀態(tài)管理都是為輸出控制服務(wù)的。以下就輸入信號(hào)檢測(cè)、輸出控制、LIN通訊三方面描述其硬件設(shè)計(jì)及軟件開(kāi)發(fā)。

　　輸入信號(hào)檢測(cè)

　　根據(jù)輸入信號(hào)的性質(zhì)及其檢測(cè)方式，BCM輸入信號(hào)包括開(kāi)關(guān)信號(hào)和脈沖信號(hào)。在電氣特性上，這些信號(hào)都表現(xiàn)為高低電平形式的單根物理連線，其中車(chē)速信號(hào)和碰撞信號(hào)為有周期特性的脈沖信號(hào)，開(kāi)關(guān)信號(hào)則時(shí)間離散，由外部輸入(一般是人的操作)決定。

　　輸入檢測(cè)在硬件設(shè)計(jì)上比較簡(jiǎn)單，進(jìn)行簡(jiǎn)單的限流和濾波[2]，分壓后直接接在單片機(jī)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(lì)B會(huì)觸發(fā)控制C。開(kāi)關(guān)信號(hào)的狀態(tài)及其變化經(jīng)常作為某個(gè)控制邏輯的條件和激勵(lì)，所以對(duì)于這種在物理上表示為單根連線的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，在邏輯上則對(duì)應(yīng)三個(gè)變量，分別表示該開(kāi)關(guān)信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)及變化。如左轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)于外部連接端口D3這個(gè)物理信號(hào)，在程序內(nèi)部邏輯上對(duì)應(yīng)的三個(gè)變量為：

　　Bool LeTurnSwitch;

　　Bool LeTurnSw_close_event;

　　Bool LeTurnSw_open_event;