基于CAN總線和PIC單片機(jī)的汽車開關(guān)電器盒設(shè)計(jì)

　　圖2 所示是TJA1050 的接口應(yīng)用電路。電路中的一個(gè)120 俚牡繾鑂9，對于匹配總線阻抗起著相當(dāng)重要的作用，否則，數(shù)據(jù)通信的抗干擾性和可靠性將大大降低，甚至無法通信。

　　2.3 信號采集及輸出控制電路設(shè)計(jì)

　　汽車的各種電氣工作狀態(tài)檢測是開關(guān)電器盒的重要工作職能之一，主要是由保險(xiǎn)絲狀態(tài)采集電路。電源電壓和溫度采集電路。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電流檢測電路組成。

　　汽車保險(xiǎn)絲的工作狀態(tài)檢測。為了可靠。準(zhǔn)確地檢測各保險(xiǎn)絲的通斷情況，本系統(tǒng)采用了光耦隔離的方式檢測保險(xiǎn)絲的通斷。該電器盒共有充電保險(xiǎn)絲。暖風(fēng)1~2 保險(xiǎn)絲。開關(guān)電源保險(xiǎn)絲。?；痣娫幢ｋU(xiǎn)絲。ON 檔1~10 號保險(xiǎn)絲。?；?~8 號保險(xiǎn)絲等共24 路保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)絲檢測采用了光耦隔離的檢測方式，避免車上其他用電設(shè)備對電器盒系統(tǒng)的干擾。

　　開關(guān)電器盒需對電源電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過電壓監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)高壓。低壓和發(fā)電機(jī)充電異常等三種異常報(bào)警：電壓過高報(bào)警是當(dāng)電壓超過32 V 時(shí)，通過CAN 總線向儀表發(fā)出系統(tǒng)電壓過高報(bào)警；低電壓報(bào)警則是在車輛未啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值23。5 V 時(shí)，要發(fā)出低電壓報(bào)警，同時(shí)超過4 min切斷電源總開關(guān)；發(fā)電機(jī)充電異常報(bào)警是指車輛啟動(dòng)后，如充電正常，則當(dāng)前電源電壓應(yīng)大于26 V，如充電異常（ 電源電壓超過32 V 或低于26 V），則通過CAN 總線向儀表發(fā)出報(bào)警。

　　由于電壓報(bào)警僅需檢測3 個(gè)電壓值，為降低系統(tǒng)成本，本設(shè)計(jì)采用電阻分壓的方式來進(jìn)行檢測。

　　本開關(guān)電器盒需檢測電器盒內(nèi)的溫度，并通過CAN 總線將溫度數(shù)據(jù)發(fā)給儀表。系統(tǒng)采用的是3899 200K 的NTC（ 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻） 來檢測溫度，通過與一標(biāo)準(zhǔn)電阻分壓后采樣AD 值，最后根據(jù)阻值- 溫度表格查得實(shí)際測量溫度值。

　　另外就是啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電流檢測。汽車啟動(dòng)系統(tǒng)將蓄電池電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。汽車在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的工作電流非常大，一般可達(dá)300~600 A。為防止啟動(dòng)電機(jī)的過電流對汽車電瓶及其他電路造成損壞，對啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)加入了電流檢測電路。系統(tǒng)中選用了BYD BLY2-IOV2M電流傳感器，在開關(guān)電器盒中采用金屬銅片穿過電流傳感器腔體。該傳感器采用霍爾效應(yīng)的測量原理，完全隔離式的測量方法，具有低功耗。寬測量范圍等特點(diǎn)。

3 汽車開關(guān)電器盒的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　本開關(guān)盒電器軟件主要由兩大部分組成，包括用戶功能定義設(shè)計(jì)和CAN 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，其程序整體架構(gòu)圖如圖3 所示。

　　圖3 中的用戶功能定義程序主要包括過壓監(jiān)測。欠壓監(jiān)測。保險(xiǎn)絲斷路監(jiān)測。過流監(jiān)測。蓄電池充電監(jiān)測。模塊自檢等。

　　SAE_J1939 協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序主要作用是對CAN 模塊中的接收緩存的CAN 報(bào)文加以解析以及對發(fā)送緩存中的CAN 報(bào)文加以翻譯。

　　SAE_J1939 協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與CAN 報(bào)文結(jié)構(gòu)有很大不同之處。它將CAN 報(bào)文的11 位標(biāo)準(zhǔn)幀以及29 位擴(kuò)展 幀重新定義，對每一位都賦予特殊意義，其結(jié)構(gòu)定義如下：