【正文】 從節(jié)點就 會 認為沒有收到任務幀。 LlN 節(jié)點軟件設計 車窗 控制 系統(tǒng) 的 工作性能好壞取決于程序結構的合理性，一個好的程序結構有 利于提高程序運行 的 速度和功能的正常實現(xiàn)。使用 LIN 配置語言時，通過 LDF 文件表示 LIN 數(shù) 據(jù)庫。 首先，按下車窗控制按鈕，四個車窗進入使能狀態(tài)。從根本上來說，硬件抗干擾是主動的，而軟件抗干擾 則 是被動的。 這樣，當程序跑飛的時候 能夠 使程序回到正軌。 如果 失控的程序進入 “ 死循環(huán) ” ，通常用 “ 看門狗 ” 技術 來 使程序脫離 “ 死循環(huán) ” 。 看門狗技術是常用的抗干擾措施。 開 始拍 數(shù) 置 零正 向 轉(zhuǎn) 動選 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 時拍 數(shù) 已 過 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溫度感應模塊采集到的溫度數(shù)據(jù)進行處理，通過與設菏澤學院本科畢業(yè)設計（論文） 18 定值進行比較后，來調(diào)節(jié)車窗升降，從而調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度。如圖 33 所示。如果從節(jié)點接收報文后，產(chǎn)生了位錯誤、校驗和錯誤、標識符奇偶校驗錯 誤，從節(jié)點就認為沒有收到任務幀。 程 序 入 口掃 描 控 制 按 鍵是 否 有 按鍵 按 下啟 動 3 0 0 m s 定 時上 升 / 下 降3 0 0 m s 定 時 已 到置 手 動 上 升 / 下 降是 否 有 按鍵 按 下車 窗 是 否到 頂 / 底 ？電 機 轉(zhuǎn) 動 ， 上升 / 下 降電 機 停 止轉(zhuǎn) 動置 自 動 上 升 / 下降汽 車 行 駛 速 度是 否 過 快 ？溫 差 是 否在 人 體 適 應范 圍 內(nèi) ？上 升 / 下 降 3 0 0 m s定 時 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 菏澤學院本科畢業(yè)設計（論文） 14 通過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合不僅可以用于車輛行駛記錄和預測，而且改進了車窗控制系統(tǒng)的安全性和舒適性，使其設計更加彰顯智能化和人性化，符合電子車窗系統(tǒng)將來的發(fā)展趨勢，具有廣泛的運用范圍和實際的運用價值。 旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。為了保證車載網(wǎng)絡的系統(tǒng)安全和可靠運行，其必須具備良好的電磁兼容性 (EMC)，所以進行硬件設計時必須考慮抗干擾的問題。通過升降器電機的電流的變化完全反映玻璃上升或下降過程中遇到阻力的變換情況，通過采樣電機升降過程中通過的電流，監(jiān)測電流就可以知道阻力的大小。升降器電機通過的電流的變化反映玻璃上升或下降過程中遇到的阻力變換情況，通過采樣玻璃升降器電機通過的電流，監(jiān)測電流就可以監(jiān)測玻璃升降過程中阻力的變化情況從而執(zhí)行相應的操作。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)，對輸入信號進行有效性檢查，主要來保證所測量的溫度信號在正常的范圍內(nèi) [15]。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊設計 因為此次測量信號是溫度信號，不需要過于高的采樣率，所以采用了美國德州儀器公司生產(chǎn)的 TLC2543 芯片 [14]。 針對汽車內(nèi)電磁干擾嚴重，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。 除此之外，飛思卡爾的功率芯片 MC33486 還具有負載電流的線性復制功能， CurR輸出電流和負載電流成線性比 例， CurR 輸出電流再通過采樣電阻與限流電阻把電流轉(zhuǎn)化成電壓輸入到單片機來實現(xiàn)電機的雙向控制。工作方式有單 m 拍、雙 m 拍、 3m 拍以及 2m 拍等，一 般情況下電機的相數(shù)越多，工作方式就越多。 圖 22 +5V轉(zhuǎn) + 電機驅(qū)動模塊設計 電機驅(qū)動模塊的合理設計，主要在于調(diào)節(jié)步進電機程序的啟動頻率。車載網(wǎng)絡中主要用到兩種電源： +12V 和 +5V， +12V 的電壓主要是為電機驅(qū)動供電， +5V 的電壓是給電路中的其它芯片供電，因此需要進行 +12V 到 +5V 的轉(zhuǎn)換，而車載電源的穩(wěn)定性差，需要其輸 出電壓進行穩(wěn)壓 [8]。因為 LIN總線是單主多從結構，無需總線仲裁，由主節(jié)點控制總線訪問，故對 LIN主節(jié)點的保護額 外重要，所以采用了圖中包含二極管 D3的虛線部分來實現(xiàn)對主節(jié)點的保護。 MCP202x是 LIN總線收發(fā)器，在單片機和 LIN半雙工總線之間提供了一個物理接口，可以為汽車以及工業(yè)應用提供一個最高 20K的串行總線傳輸速率。車窗與車窗升降器主要是機械結構。如圖 12所示。 (4)從機節(jié) 點不需石英或陶瓷諧振器可以實現(xiàn)自同步，減少了硬件成本。否菏澤學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 則，節(jié)點的增加將減少網(wǎng)絡阻抗，會導致環(huán)境條件變差。本次車窗控制系統(tǒng)總體框架圖如圖 11 所示。目前我們的研發(fā)工作還處于向國外學習的階段，但許多與汽車電子技術相關的外國文獻都是講其優(yōu)勢而不講其缺陷。這樣當車窗上升遇到障礙物 (如頭 、 手等 )時能夠自動后退到底，從而可以有效避免事故的發(fā)生，車窗防夾功能對汽車的安全性能來說是一種十分人性化的設計。 safety。車窗系統(tǒng)是汽車車身的重要組成部分，大多數(shù)消費者都把電動車窗作為不可缺少的舒適功 能，它能使人們更好地保護和駕駛汽車，因此汽車制造商都將其看作一種基本功能。在車身電子中，對半導體需求量排名前三位的應用領域分別是：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車門控制。由此可見，溫度因素是影響駕駛員身體不適、導致安全事故的重要原因之一。 本設計旨在提出一種基于 LIN總線技術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、易于維護和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。 LIN 總線的技術特點 LIN總線是一種成本低的串行通訊網(wǎng)絡，用來實現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。在不需要 CAN總線的帶寬和多功能的場合，比如車窗控制系統(tǒng)制動裝置和智能傳感器之間的通訊，使用 LIN總線可以大大節(jié)約成本。主機節(jié)點中既有主機任務模塊又有從機任務模塊，其它的節(jié)點都只有從機任務模塊。對于這些比較敏感的單元， LIN總線可以把這些器件很容易的連接到車載網(wǎng)絡中，并可以得到十分方便的維護和服務?，F(xiàn) 在的車窗控制系統(tǒng)內(nèi)安裝的先進電子設備，具有安全保護功能，可以通過電子模塊控制對電機的過壓、過流及過熱保護，并且當玻璃上升的途中遇到障礙時會自動識別而停止轉(zhuǎn)動，有效防止乘客夾傷，實現(xiàn)了防夾功能。 菏澤學院本科畢業(yè)設計（論文） 6 圖 13 LIN節(jié)點硬件電路設計 圖 13是 LIN總線的節(jié)點硬件連接示意圖。 MCP202x的供電由汽車電源直接供給 12V。圖 21中的電容 C6和C7選用電解電容，能夠有效濾除高低頻干擾。 菏澤學院本科畢業(yè)設計（論文） 8 單 片 機鍵 盤 接 口 鍵 盤功 率 驅(qū) 動 接 口 功 率 驅(qū) 動 器步 進 電 機 圖 23 單片機控制步進電機的系統(tǒng)框圖 合理地選用步進電動機是非常重要的，一般希望步進電動機的輸出轉(zhuǎn)矩大，步距誤差小，啟動頻率和運行頻率高，性能價格比高。智能功率芯片 MC33486 可以外接兩個 MOSFET 管 (在這里選用 P60N06，可以輸出較大的工作電流驅(qū)動電機 )組成一個 H 橋 。因此，監(jiān)測輸入到單片機端口的電壓就等同于監(jiān)測車窗運動中電機的電流。其電路連接如圖 24所示。圖 25 給出了 TLC2543 和 PIC18F25J10 的連接電路。當車窗上升遇到障礙物時能夠自動后退到底，從而能夠避免事故的發(fā)生。 （ 2） 車窗運行到頂位或底位時自動停止，車窗電機斷電 。 為了克服現(xiàn)有的車窗不能在高速駕駛的過程中智能的調(diào)節(jié)車窗升降的快慢，避免可能的安全隱患，本設計提供了一種新的基于車速和溫差的車窗控制算法。 本車窗系統(tǒng)硬件設計中的 PCB主要采取了如下 2個抗干擾措施： (1)在每個芯片輸入輸出端都加了相應的旁路電容和去耦電容。同時，使電源線、地線的走向一致， 這種措施也有助于加強電路板的抗干擾能力。 程 序 入 口單 片 機 寄 存 器 初 始 化所 有 變 量 初 始 化是 否 是 到 L I N 主 節(jié) 點 的報 文 信 息 ？分 析 主 節(jié) 點 的 診 斷 消息車 窗 升 降 驅(qū) 動 函 數(shù)L I N 報 文 接 收執(zhí) 行 相 應 的 動 作向 總 線 發(fā) 送 從 機 任 務診 斷 結 果 NY 圖 32 LIN 主機程序 流程圖 首先，主節(jié)點完成微控制器的寄存器初始化和變量初始化，然后進入自身任務循環(huán)中。任何一個車窗當輸入信號發(fā)生變化時，先將此信號通過 LIN總線傳輸?shù)狡渌?節(jié)點上，再同步執(zhí)行該輸入信號所要求的動作。 A/D 轉(zhuǎn)換程序 A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖，指明 A/D 轉(zhuǎn)換程序的結構。為了使測控系統(tǒng) 可以 長期可靠的運行，經(jīng)常采用 屏蔽、 隔離、接地等抗干擾措施來減小干擾對違紀系統(tǒng)的影響。看門狗技術 要實現(xiàn)對 CPU 的監(jiān)控， 就 必須通過兩根信號線和 CPU 進行 聯(lián)系。 “ 看門狗 ” 技術可 以 由硬件實現(xiàn)，也可 以由 軟件實現(xiàn)。在車窗防夾程序 M1 中通智能車窗升降控制系統(tǒng)的設計 19 過檢測 M2Watch 的變化情況判定溫差控制程序 M2 運行是否正常，在溫差控制程序M2 中檢測主程序 MWatch 的變化情況判定主程序 M 是否正常運行，在主程序 M 中通過檢測 M1Watch 的變化情況判別車窗防夾程序 M1 是否正常工作。車外溫度傳感器安放在汽車 的 前窗，車內(nèi)溫度傳感器 安放在車內(nèi)中控門鎖附近。當車速超過事先設定的限定車速 100km/h 時，上升過程中車內(nèi)外溫差在 ℃ (50℃ )時，采用基于車速和溫差的控制算法后，車窗上升速度對比之前時，提高了 ％， 使得車內(nèi)外 溫差較大時，車窗上升時能加快速度；下降過程中車內(nèi)外溫差在 ℃ (50℃ )時，采用了基于車速菏澤學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 和溫差的控制算法后，車窗下降速度對比之前時，降低了 ％，使得車窗能緩慢下降。通過工具的用戶接口，這些信息足夠可以進行有限的仿真控制 (例 如選擇仿真節(jié)點，選擇進度表 )。 首先，主節(jié)點完成微控制器的寄存器初始化 與 變量初始化，然后進入自身任務 的循環(huán)中。任何一個車窗當輸入信號發(fā)生變化時，先將此信號通過 LIN 總線傳輸?shù)狡渌?jié)點上，再同步執(zhí)行該輸入信號所要求的動作。 大 多數(shù)購車者將車窗視為必備的舒適功能，因此汽車 制造商 都將其作為一種基本 的 功能。相對 CAN總線技術，LIN總線的 主要 特點就是成本低，可靠性強，簡單 且 實用