【正文】 相對 CAN總線技術(shù)，LIN總線的 主要 特點就是成本低，可靠性強，簡單 且 實用。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。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 )。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。 “ 看門狗 ” 技術(shù)可 以 由硬件實現(xiàn)，也可 以由 軟件實現(xiàn)。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。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。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。 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(shè)計提供了一種新的基于車速和溫差的車窗控制算法。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。其電路連接如圖 24所示。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 。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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 圖 13 LIN節(jié)點硬件電路設(shè)計 圖 13是 LIN總線的節(jié)點硬件連接示意圖。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(luò)中，并可以得到十分方便的維護和服務(wù)。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。 本設(shè)計旨在提出一種基于 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、易于維護和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。在車身電子中，對半導(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車門控制。 safety。目前我們的研發(fā)工作還處于向國外學(xué)習(xí)的階段，但許多與汽車電子技術(shù)相關(guān)的外國文獻都是講其優(yōu)勢而不講其缺陷。否菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 則，節(jié)點的增加將減少網(wǎng)絡(luò)阻抗，會導(dǎo)致環(huán)境條件變差。如圖 12所示。 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(yīng)用提供一個最高 20K的串行總線傳輸速率。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]。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。 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。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]。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。 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。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(wù)幀。 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(yīng)模塊采集到的溫度數(shù)據(jù)進行處理，通過與設(shè)菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)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。 如果 失控的程序進入 “ 死循環(huán) ” ，通常用 “ 看門狗 ” 技術(shù) 來 使程序脫離 “ 死循環(huán) ” 。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。使用 LIN 配置語言時，通過 LDF 文件表示 LIN 數(shù) 據(jù)庫。 假如 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 會 認為沒有收到任務(wù)幀。 今 后的發(fā)展趨勢是：使用外置高電流半導(dǎo)體開關(guān)代替繼 電器驅(qū)動車窗電機，其優(yōu)點包括 ：更長的使用壽命、 較低的噪音、較小的 PCB尺寸 以及 先進的功能，例如采用脈寬調(diào)制 來 實現(xiàn)軟啟動。 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 參考文獻 ： [1]趙雙，孫天健 .LIN 總線技術(shù)及其在汽車電子中的應(yīng)用 [J]．北京汽車． 2021(3)： 44～ 46 [2]陽憲惠．現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用 (第 2 版 )[M]．北京：清華大學(xué)出版社． 2021： 10～ 15 [3]靳希，董立駿，屈克慶． LIN 總線技術(shù)及其應(yīng)用研究 [J]．電子產(chǎn)品世界． 2021(3)： 139～ 141 [4]解友華，殷承良，舒杰． LIN 總線在電 動車窗系統(tǒng)控制中的應(yīng)用 [J]．微計算機信息． 2021(5)：223～ 225 [5]靳希，董立駿，屈克慶． LIN 總線技術(shù)及其應(yīng)用研究 [J]．電子工程世界． 2021(3)： 139～ 141 [6]劉倫洪，過學(xué)迅，付暢．基于 CAN和 LIN總線的汽車信息系統(tǒng)研究 [J]．武漢理工大學(xué)學(xué)報 基于上述 的 原因，主機節(jié)智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計 21 點 LIN 報文的接收放在本地節(jié)點的驅(qū)動函數(shù)執(zhí)行 之 后進行。應(yīng)用程序接口 (API)被定義操作規(guī)程建議，可在不同的應(yīng)用程序中用一種唯一的方法訪問 LIN 網(wǎng)絡(luò)。此時基于車速和溫差的車窗控制系統(tǒng)就起到了安全性作用。 但是 軟件看門狗 能 有效 的 解決這類問題。在實際應(yīng)用中，軟件抗干擾研究的內(nèi)容主要是：一、采取軟件的方法消除模擬輸入信號的噪聲 (如數(shù)字濾波技術(shù) )；二、由于干擾而使得程序運行混亂時使程序重入正軌的方法?；谏鲜鲈颍鳈C節(jié)點 LIN報文的接收放在本地節(jié)點的驅(qū)動函 數(shù)執(zhí)行之后進行。 智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計 13 3 軟件設(shè)計 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)主程序流程圖，指明系統(tǒng)數(shù)據(jù)的程序流程。在汽車行駛速度超過限定車速 Vmax 的情況下，為該車窗控制器提供的算法包括如下步驟： (1)通過溫度傳感器分別獲得一組車內(nèi)溫度 X1， X2， ? ， Xn，一組車外溫度 Y1，Y2， ? ， Yn； (2)對兩組數(shù)據(jù)分別 采用算術(shù)平均法得到 Xm， Ym，由算術(shù)表達式 n=[XmYm]可得到車內(nèi)外溫差數(shù)據(jù)； (3)判斷 n 是否在人體適應(yīng)范圍 m 內(nèi)，即 mnm；如果不是，則車窗電機以原來a(0a1)倍的速度轉(zhuǎn)動，反之，車窗電機以原來 b(b1)倍的速度轉(zhuǎn)動 。 圖 26 MC33486 芯片 智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計 11 在基礎(chǔ)車型的電動車窗控制電路中，控制車窗電機采用的是繼電器 和 開關(guān)，容易發(fā)生粘連等問題。 (2)監(jiān)視溫度信號的變化情況，通過溫差算法實現(xiàn)車窗智能升降功能。 電機控制原理為：初始狀態(tài)中， GLS1 與 GLS2 都同時置于高電平或低電平， OUT1與 OUT2 一直保持高電平。電容和圖 21中電容所起的作用相同 [9]。 D1和 D2的設(shè)計是為了用于甩負載保護，為可選器件。 在 2021年 11月， LIN協(xié)會推出了目前為止最新版本的 LIN ，它對以前的版本的兼容性增強了，對部分 LIN ，其中詳細說明和修改了總線配置部分，增強了傳輸層，增加了總線診斷功能 LIN 3個主要部分： LIN —— 介紹了 LIN的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層的協(xié)議規(guī)范； LIN API操作規(guī)程建議 —— 介紹了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序之間的接口； LIN配置語言規(guī)范 —— 介紹了 LIN配置文件的格式，用于配置整個網(wǎng)絡(luò)。 (2)低成本單線 12V數(shù)據(jù)傳輸，線的驅(qū)動特性符合改進的 IS09141標準。一般來說 CAN 協(xié)議用于驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)，而 LIN協(xié)議用于舒適網(wǎng)絡(luò)。 隨著汽車的普及，人們越來越重視汽車的安全性方面。本設(shè)計是基于溫差和車速的車窗控制算法，能夠提高駕駛員快速行駛時的舒適性和安全性，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了采用 LIN總線技術(shù)的車窗和 LIN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 本設(shè)計在車窗控制系統(tǒng)上增加了溫度傳感器模塊，可以在駕駛員行車速度超過標定車速時，通過溫度傳感器檢測測得車內(nèi)外溫度，再由 A/D轉(zhuǎn)換電路把溫度數(shù)據(jù)傳到微控制器，使用新的車窗控制算法控制車窗電機智能實現(xiàn)車窗升降器的升降，從 而提高駕駛員行車過程中的舒適性和安全性，更進一步改善了車窗控制系統(tǒng)的安全性能。 LIN總線協(xié)議是建立在通用的UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，即異步串行通信 )硬件接口上，實現(xiàn)起來比較簡單，只要具有 UART功能模塊的單片機都可以作為 LIN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點。從機任務(wù)模塊和主機任務(wù)模塊都是幀處理層的組成部分 [4]。在汽車專用微控制器 (MCU)領(lǐng)域，美國 Microchip(微芯 )和 Freescale(飛思卡爾 )兩家公司的MCU針對 LIN的數(shù)據(jù)收發(fā)進行了 優(yōu)化設(shè)計，同時，針對汽車的惡劣環(huán)境如溫度，電磁干擾嚴重、濕度變化大做了性能優(yōu)化，是用于車內(nèi) LIN控制節(jié)點微控制器的較好方案 [5]。 LIN報文幀的數(shù)據(jù)收發(fā) 滿足 l位起始位， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位條件，用微控制器的 UART模塊和 UART中斷功能即可完成 LIN總線上數(shù)據(jù)的收發(fā) [7]。步進電動機的工作方式與一般電動機不同，它采用脈沖控制方式工作的。 溫度傳感器模塊設(shè)計 車身控制用傳感器主要用于提高汽車的可靠性、安全性和舒適性等。編程時需注意的是， DOUPUT輸出的數(shù)據(jù)總是上一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 （ 4） 車窗玻璃在自動上升的過程中如果遇到一定的阻力會自動停下來，下降一段距離，能有效地防止人或物品的意外夾傷。就像小型可充電電池一樣，旁路電容 可以 被充電，并向器件進行放電。此時主節(jié)點立即啟動 LIN報文幀的發(fā)送，先發(fā)送主機任務(wù)，然后延時幀內(nèi)響應(yīng)間隔規(guī)定的時間后，再啟動從機任務(wù)發(fā)送。 初 始 化是 否 有 按 鍵 按下 ？按 鍵 結(jié) 束 ？顯 示 設(shè) 定 值產(chǎn) 生 P W M 波 匹 配 值輸 出 P W M 波A / D 采 樣顯 示 實 際 輸 出 值設(shè) 定 值 與 輸 出 值 是 否 相 等 ？產(chǎn) 生 新 P W M 波 匹 配 值NYNYYN 圖 34 A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖 智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計 17 首先進行程序初始化，判斷按鍵開關(guān)的狀態(tài)