【正文】 候 能夠 使程序回到正軌。一般在 工業(yè)應(yīng)用中，嚴(yán)重的干擾有時(shí) 可以 破壞中斷方式控制字，關(guān)閉中斷。 如果 失控的程序進(jìn)入 “ 死循環(huán) ” ，通常用 “ 看門狗 ” 技術(shù) 來(lái) 使程序脫離 “ 死循環(huán) ” 。一根是由 CPU發(fā)出的喂狗信號(hào)線， 而 另一根 則 是由看門狗發(fā)出的復(fù)位信號(hào)線。 看門狗技術(shù)是常用的抗干擾措施。 軟件抗干擾技術(shù)是當(dāng)系統(tǒng)受干擾后，使系統(tǒng)恢復(fù)正常 運(yùn)行或輸入信號(hào)受干擾后去偽存真的一種輔助方法。 開(kāi) 始拍 數(shù) 置 零正 向 轉(zhuǎn) 動(dòng)選 擇 整 箱 控 制 碼 數(shù) 組輸 出 控 制 碼控 制 碼 地 址 口 即 指 向 下 拍 控 制 碼延 時(shí)拍 數(shù) 已 過(guò) 六 拍 ？步 數(shù) N = N 1步 數(shù) N = 0 ？返 回反 向 控 制 碼 數(shù) 組NYNNYY 圖 35 溫度控制模塊程序流程圖 溫度控制模塊程序主要是對(duì)溫度感應(yīng)模塊采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)與設(shè)菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 定值進(jìn)行比較后，來(lái)調(diào)節(jié)車窗升降，從而調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度。如圖 34 所示。如圖 33 所示。 LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)則需要將本地節(jié)點(diǎn)的診斷信息實(shí)時(shí)地發(fā)送給車窗 LIN主機(jī)節(jié)點(diǎn)。如果從節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文后，產(chǎn)生了位錯(cuò)誤、校驗(yàn)和錯(cuò)誤、標(biāo)識(shí)符奇偶校驗(yàn)錯(cuò) 誤，從節(jié)點(diǎn)就認(rèn)為沒(méi)有收到任務(wù)幀。在車窗控制方案中，如果中央控制單元檢測(cè)到開(kāi)關(guān)狀態(tài)后，就向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息。 程 序 入 口掃 描 控 制 按 鍵是 否 有 按鍵 按 下啟 動(dòng) 3 0 0 m s 定 時(shí)上 升 / 下 降3 0 0 m s 定 時(shí) 已 到置 手 動(dòng) 上 升 / 下 降是 否 有 按鍵 按 下車 窗 是 否到 頂 / 底 ？電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 上升 / 下 降電 機(jī) 停 止轉(zhuǎn) 動(dòng)置 自 動(dòng) 上 升 / 下降汽 車 行 駛 速 度是 否 過(guò) 快 ？溫 差 是 否在 人 體 適 應(yīng)范 圍 內(nèi) ？上 升 / 下 降 3 0 0 m s定 時(shí) 已 到緩 慢 上 升 / 下 降Y NYN YN YN N YYNY N 圖 31 系統(tǒng)主程序流程圖 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 通過(guò)基于車速和溫差的車窗控制算法，車速傳感器和溫度傳感器結(jié)合不僅可以用于車輛行駛記錄和預(yù)測(cè)，而且改進(jìn)了車窗控制系統(tǒng)的安全性和舒適性，使其設(shè)計(jì)更加彰顯智能化和人性化，符合電子車窗系統(tǒng)將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣泛的運(yùn)用范圍和實(shí)際的運(yùn)用價(jià)值。 在分電路設(shè)計(jì)和論證中，首先給出了車窗控制系統(tǒng) 的 總體框架圖，然后介紹了 LIN協(xié)議中的一些基本概念，報(bào)文的通訊機(jī)制和 LIN協(xié)議規(guī)范中的錯(cuò)誤類型。 旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化， 降低負(fù)載需求。為了保證車載網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)安全和可靠運(yùn)行，其必須具備良好的電磁兼容性 (EMC)，所以進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮抗干擾的問(wèn)題。如果駕駛員在高速行駛時(shí)，此時(shí)按下車窗升降開(kāi)關(guān)，車速傳感器將數(shù)據(jù)傳到微控制器上，檢測(cè)到行車速度超過(guò)限定車速 Vmax，則在駕駛員高速駕駛的途中通過(guò)溫度傳感器測(cè)得車內(nèi)外溫度，并通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換電路將溫度數(shù)據(jù)傳到微控制器，通過(guò)新的車窗控 制算法控制車窗電機(jī)實(shí)現(xiàn)車窗升降器的智能升降，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)車窗升降的快慢。通過(guò)升降器電機(jī)的電流的變化完全反映玻璃上升或下降過(guò)程中遇到阻力的變換情況，通過(guò)采樣電機(jī)升降過(guò)程中通過(guò)的電流，監(jiān)測(cè)電流就可以知道阻力的大小。 （ 3） 延時(shí)按控窗鍵 (按鍵時(shí)間大于 300ms)，車窗上升或下降，上升或下降過(guò)程中釋放按鍵車窗即停 。升降器電機(jī)通過(guò)的電流的變化反映玻璃上升或下降過(guò)程中遇到的阻力變換情況，通過(guò)采樣玻璃升降器電機(jī)通過(guò)的電流，監(jiān)測(cè)電流就可以監(jiān)測(cè)玻璃升降過(guò)程中阻力的變化情況從而執(zhí)行相應(yīng)的操作。本論文的車窗防夾控制模塊的設(shè)計(jì)采用了飛思卡爾公司的智能功率驅(qū)動(dòng)器件 MC33486，通過(guò)監(jiān)測(cè)車窗運(yùn)行中永磁直流電機(jī)的電流變化來(lái)實(shí)現(xiàn)防夾功能。其中有效數(shù)據(jù)檢查可以避免因線路故障而采集到虛假數(shù)據(jù)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行有效性檢查，主要來(lái)保證所測(cè)量的溫度信號(hào)在正常的范圍內(nèi) [15]。 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 25 A/D 轉(zhuǎn)換模塊電路圖 TLC2543芯片的工作原理如下：上電后， EOC為高，片選 CS由高變低， I/O口 CLOCK、DOUPUT脫離高阻狀態(tài)， 12個(gè)時(shí)鐘信號(hào)從 I/O口依次進(jìn)入，隨著時(shí)鐘信號(hào)的加入，控制字從 DINPUT在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿輸入，同時(shí)輸出上一周期的數(shù)據(jù)從 DOUPUT輸出，前 4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)決定了通道號(hào)的選擇，然后繼續(xù)采樣，到第 12個(gè)時(shí)鐘的下降沿， EOC變低，TLC2543則自動(dòng)完成采樣的模擬量的 A/D轉(zhuǎn)化，然后 進(jìn)入新的工作周期。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) 因?yàn)榇舜螠y(cè)量信號(hào)是溫度信號(hào)，不需要過(guò)于高的采樣率，所以采用了美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的 TLC2543 芯片 [14]。 圖 24 溫度傳感 器模塊電路 因?yàn)樾枰瑫r(shí)測(cè)得車內(nèi)外溫度，所以需要兩路溫度傳感器模塊，但為了測(cè)量的精確性和減少誤差，所以車內(nèi)外采用了同一組溫度傳感器模塊。 針對(duì)汽車內(nèi)電磁干擾嚴(yán)重，溫度變化大等十分惡劣的環(huán)境，選用了溫度傳感器LM335A，其正常工作溫度在 40℃ ～ 100℃之間，具有很高的工作精度與較寬的線性工作范圍，集成 了信號(hào)調(diào)理電路和傳感電路，且器件輸出電壓和攝氏溫度成正比。車窗下降過(guò)程、上升過(guò)程、上升遇到阻力過(guò)程中經(jīng)過(guò)電機(jī)的電流都呈規(guī)律性的變化，而這些電流變化都可以通過(guò)電流采樣實(shí)時(shí)的反映到單片機(jī)中 [11]。 除此之外，飛思卡爾的功率芯片 MC33486 還具有負(fù)載電流的線性復(fù)制功能， CurR輸出電流和負(fù)載電流成線性比 例， CurR 輸出電流再通過(guò)采樣電阻與限流電阻把電流轉(zhuǎn)化成電壓輸入到單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的雙向控制。 電流最大達(dá)到 10A，直流輸入電壓范圍是 8～ 28V，而且當(dāng)電壓高于 28 V 時(shí)有過(guò)壓保護(hù)功能。工作方式有單 m 拍、雙 m 拍、 3m 拍以及 2m 拍等，一 般情況下電機(jī)的相數(shù)越多，工作方式就越多。但增大轉(zhuǎn)矩和快速運(yùn)行存在一定矛盾，高性能和低成本存在矛盾，因此實(shí)際選用時(shí)，必須考慮全面。 圖 22 +5V轉(zhuǎn) + 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的合理設(shè)計(jì)，主要在于調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)程序的啟動(dòng)頻率。這樣設(shè)計(jì)的輸出電壓就是一個(gè)抗干擾能力很強(qiáng)的電源供應(yīng)了。車載網(wǎng)絡(luò)中主要用到兩種電源： +12V 和 +5V， +12V 的電壓主要是為電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電， +5V 的電壓是給電路中的其它芯片供電，因此需要進(jìn)行 +12V 到 +5V 的轉(zhuǎn)換，而車載電源的穩(wěn)定性差，需要其輸 出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓 [8]。 PIC18F25J10的增強(qiáng)型異步收發(fā)器可以用硬件完成 LIN報(bào)文幀的同步間隔場(chǎng)接收，并以中斷的方式告知單片機(jī)開(kāi)始接收總線的數(shù)據(jù)。因?yàn)?LIN總線是單主多從結(jié)構(gòu)，無(wú)需總線仲裁，由主節(jié)點(diǎn)控制總線訪問(wèn)，故對(duì) LIN主節(jié)點(diǎn)的保護(hù)額 外重要，所以采用了圖中包含二極管 D3的虛線部分來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主節(jié)點(diǎn)的保護(hù)。圖中 C3選用陶瓷電容或鉭電容，使芯片能在更大的溫度范圍內(nèi)工作。 MCP202x是 LIN總線收發(fā)器，在單片機(jī)和 LIN半雙工總線之間提供了一個(gè)物理接口，可以為汽車以及工業(yè)應(yīng)用提供一個(gè)最高 20K的串行總線傳輸速率。 LIN 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 微處理器需要選擇符合 LIN (UAI)的微控制器，因?yàn)樗鼪Q定了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)連接以及軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境等一系列的問(wèn)題。車窗與車窗升降器主要是機(jī)械結(jié)構(gòu)。 LIN 總線協(xié)議 LIN協(xié)會(huì)于 1998年由主要汽車制造商成立，主要目標(biāo)是定義和實(shí)現(xiàn)汽車使用的高品智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 質(zhì)線性總線系統(tǒng)的低成本、開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)。如圖 12所示。在 LIN網(wǎng)絡(luò)中，由主機(jī)任務(wù)模塊來(lái)決定什么時(shí)候在總線上傳輸什么報(bào)文幀，而從機(jī)任務(wù)模塊則提供每一幀需要傳送的數(shù)據(jù)。 (4)從機(jī)節(jié) 點(diǎn)不需石英或陶瓷諧振器可以實(shí)現(xiàn)自同步，減少了硬件成本。 LIN總線的出現(xiàn)使人們可以采用更低成本的解決方案來(lái)補(bǔ)充汽車高端 CAN總線的不足 [4]。否菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 則，節(jié)點(diǎn)的增加將減少網(wǎng)絡(luò)阻抗，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境條件變差。LIN總線的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)提供輔助功能。本次車窗控制系統(tǒng)總體框架圖如圖 11 所示。首先對(duì) LIN總線協(xié)議進(jìn)行了研究，制定了相應(yīng)的 LIN總線協(xié)議規(guī)范，然后完成了車窗控制系統(tǒng)軟硬件功能的實(shí)現(xiàn)，包括汽車車智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 窗防夾系統(tǒng)與溫控車窗舒適系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，改進(jìn)了車窗控制系統(tǒng)的舒適性和安全性，使得車窗控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加人性化。目前我們的研發(fā)工作還處于向國(guó)外學(xué)習(xí)的階段，但許多與汽車電子技術(shù)相關(guān)的外國(guó)文獻(xiàn)都是講其優(yōu)勢(shì)而不講其缺陷?；谝陨显?，本設(shè)計(jì)在溫差控制方面做出了改進(jìn)，使得車窗系統(tǒng)更人性化和智能化。這樣當(dāng)車窗上升遇到障礙物 (如頭 、 手等 )時(shí)能夠自動(dòng)后退到底，從而可以有效避免事故的發(fā)生，車窗防夾功能對(duì)汽車的安全性能來(lái)說(shuō)是一種十分人性化的設(shè)計(jì)。根據(jù)汽車電子專業(yè)調(diào)研公司的數(shù)據(jù)，去年中國(guó)汽車市場(chǎng)車身電子的半導(dǎo)體器件需求量約為 19億美元，而中國(guó)本地設(shè)計(jì)的比例大約在 10％～ 15％之間， 預(yù)計(jì)未來(lái)幾年這一比例將會(huì)快速增長(zhǎng)。 safety。當(dāng)前車窗系統(tǒng)正朝著模塊化、智能化、人性化的方向發(fā)展。車窗系統(tǒng)是汽車車身的重要組成部分，大多數(shù)消費(fèi)者都把電動(dòng)車窗作為不可缺少的舒適功 能，它能使人們更好地保護(hù)和駕駛汽車，因此汽車制造商都將其看作一種基本功能。 automobile windows intelligent control。在車身電子中，對(duì)半導(dǎo)體需求量排名前三位的應(yīng)用領(lǐng)域分別是：車載空調(diào)，大約占 44％；車窗控制，大約占 22％；車燈控制，大約占 10％，排名第四位的是電動(dòng)車門控制。在車窗控制系統(tǒng)中，汽車電動(dòng)車窗具有防夾功能成為系統(tǒng)的必備要求。由此可見(jiàn)，溫度因素是影響駕駛員身體不適、導(dǎo)致安全事故的重要原因之一。國(guó)內(nèi)的汽車公司大多數(shù)沒(méi)有建立自己的總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更多的還是主要開(kāi)發(fā)支持CAN/LIN的車載設(shè)備，配合某種車型的 CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)使自己的產(chǎn)品支持這種總線通信協(xié)議。 本設(shè)計(jì)旨在提出一種基于 LIN總線技術(shù)的汽車車窗智能控制系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)具有低功耗、低成本、易于維護(hù)和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于開(kāi)發(fā)高速 CAN 網(wǎng)絡(luò)所需要的成本， LIN 網(wǎng)絡(luò)更加適合用于性能要求不高的舒適網(wǎng)絡(luò)，因此在車門，車燈，車窗等部件中，引入了 LIN 總線，這樣既可以滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要，又可以使整個(gè)車的成本得以減少。 LIN 總線的技術(shù)特點(diǎn) LIN總線是一種成本低的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。 通常情況下，一個(gè) LIN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)超過(guò) 16，最大標(biāo)示符的數(shù)量為 64。在不需要 CAN總線的帶寬和多功能的場(chǎng)合，比如車窗控制系統(tǒng)制動(dòng)裝置和智能傳感器之間的通訊，使用 LIN總線可以大大