【正文】 相對(duì) CAN總線技術(shù)，LIN總線的 主要 特點(diǎn)就是成本低，可靠性強(qiáng)，簡單 且 實(shí)用。任何一個(gè)車窗當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，先將此信號(hào)通過 LIN 總線傳輸?shù)狡渌?jié)點(diǎn)上，再同步執(zhí)行該輸入信號(hào)所要求的動(dòng)作。通過工具的用戶接口，這些信息足夠可以進(jìn)行有限的仿真控制 (例 如選擇仿真節(jié)點(diǎn)，選擇進(jìn)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(shí)現(xiàn)，也可 以由 軟件實(shí)現(xiàn)。為了使測(cè)控系統(tǒng) 可以 長期可靠的運(yùn)行，經(jīng)常采用 屏蔽、 隔離、接地等抗干擾措施來減小干擾對(duì)違紀(jì)系統(tǒng)的影響。任何一個(gè)車窗當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，先將此信號(hào)通過 LIN總線傳輸?shù)狡渌?節(jié)點(diǎn)上，再同步執(zhí)行該輸入信號(hào)所要求的動(dòng)作。同時(shí)，使電源線、地線的走向一致， 這種措施也有助于加強(qiáng)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(jì)提供了一種新的基于車速和溫差的車窗控制算法。當(dāng)車窗上升遇到障礙物時(shí)能夠自動(dòng)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(gè) MOSFET 管 (在這里選用 P60N06，可以輸出較大的工作電流驅(qū)動(dòng)電機(jī) )組成一個(gè) 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(jì)（論文） 6 圖 13 LIN節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì) 圖 13是 LIN總線的節(jié)點(diǎn)硬件連接示意圖。對(duì)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(hù)和服務(wù)。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總線可以大大節(jié)約成本。 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)。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。 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(xiàn)都是講其優(yōu)勢(shì)而不講其缺陷。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。如圖 12所示。 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。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]。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。 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。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，主要來保證所測(cè)量的溫度信號(hào)在正常的范圍內(nèi) [15]。通過升降器電機(jī)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(jī)升降過程中通過的電流，監(jiān)測(cè)電流就可以知道阻力的大小。 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。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)為沒有收到任務(wù)幀。 開 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 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(jìn)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(dòng)的，而軟件抗干擾 則 是被動(dòng)的。使用 LIN 配置語言時(shí)，通過 LDF 文件表示 LIN 數(shù) 據(jù)庫。 假如 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 會(huì) 認(rèn)為沒有收到任務(wù)幀。 今 后的發(fā)展趨勢(shì)是：使用外置高電流半導(dǎo)體開關(guān)代替繼 電器驅(qū)動(dòng)車窗電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)包括 ：更長的使用壽命、 較低的噪音、較小的 PCB尺寸 以及 先進(jìn)的功能，例如采用脈寬調(diào)制 來 實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 參考文獻(xiàn) ： [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(chǎng)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(dòng)車窗系統(tǒng)控制中的應(yīng)用 [J]．微計(jì)算機(jī)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(bào) 基于上述 的 原因，主機(jī)節(jié)智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 點(diǎn) LIN 報(bào)文的接收放在本地節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)執(zhí)行 之 后進(jìn)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(shí)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(shí)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(hào)的噪聲 (如數(shù)字濾波技術(shù) )；二、由于干擾而使得程序運(yùn)行混亂時(shí)使程序重入正軌的方法。基于上述原因，主機(jī)節(jié)點(diǎn) LIN報(bào)文的接收放在本地節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)函 數(shù)執(zhí)行之后進(jìn)行。 智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 3 軟件設(shè)計(jì) 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(duì)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(dá)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(jī)以原來a(0a1)倍的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，反之，車窗電機(jī)以原來 b(b1)倍的速度轉(zhuǎn)動(dòng) 。 圖 26 MC33486 芯片 智能車窗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 在基礎(chǔ)車型的電動(dòng)車窗控制電路中，控制車窗電機(jī)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(hào)的變化情況，通過溫差算法實(shí)現(xiàn)車窗智能升降功能。 電機(jī)控制原理為：初始狀態(tài)中， GLS1 與 GLS2 都同時(shí)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(jì)是為了用于甩負(fù)載保護(hù)，為可選器件。 在 2021年 11月， LIN協(xié)會(huì)推出了目前為止最新版本的 LIN ，它對(duì)以前的版本的兼容性增強(qiáng)了，對(duì)部分 LIN ，其中詳細(xì)說明和修改了總線配置部分，增強(qiáng)了傳輸層，增加了總線診斷功能 LIN 3個(gè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)。 (2)低成本單線 12V數(shù)據(jù)傳輸，線的驅(qū)動(dòng)特性符合改進(jìn)的 IS09141標(biāo)準(zhǔn)。一般來說 CAN 協(xié)議用于驅(qū)動(dòng)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?cè)絹碓街匾暺嚨陌踩苑矫妗１驹O(shè)計(jì)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(shí)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(jì)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(biāo)定車速時(shí)，通過溫度傳感器檢測(cè)測(cè)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(jī)智能實(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)起來比較簡單，只要具有 UART功能模塊的單片機(jī)都可以作為 LIN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。從機(jī)任務(wù)模塊和主機(jī)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(duì) LIN的數(shù)據(jù)收發(fā)進(jìn)行了 優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)，針對(duì)汽車的惡劣環(huán)境如溫度，電磁干擾嚴(yán)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(diǎn)微控制器的較好方案 [5]。 LIN報(bào)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式與一般電動(dòng)機(jī)不同，它采用脈沖控制方式工作的。 溫度傳感器模塊設(shè)計(jì) 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(shí)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(dòng)上升的過程中如果遇到一定的阻力會(huì)自動(dòng)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(jìn)行放電。此時(shí)主節(jié)點(diǎn)立即啟動(dòng) LIN報(bào)文幀的發(fā)送，先發(fā)送主機(jī)任務(wù)，然后延時(shí)幀內(nèi)響應(yīng)間隔規(guī)定的時(shí)間后，再啟動(dòng)從機(jī)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(shí) 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(jì) 17 首先進(jìn)行程序初始化，判斷按鍵開關(guān)的狀態(tài)