【正文】 光陰如梭，美好的大學生活隨著此次畢業(yè)設計的結束，落下了帷幕。殷老師對我的指導，是我成功的關鍵。每次遇到難題時向殷老師時，殷老師總能耐心、詳細地講解相關問題，包括總線原理、電機原理、強弱電知識、電氣隔離知識以及PCB布局布線等等。三個月以來，付出了大量精力，也獲得了寶貴的設計經(jīng)驗。參考文獻[1]杜愎剛. SUV車迷手冊[M]. 國防工業(yè)出版社,2006[2]：清華大學出版社，2008.[3]任素云，2010,2.[4]羅峰，、：電子工業(yè)出版社，2010.[5]:航空航天大學出版社,1996.[6]，哈爾濱理工大學，2007.[7]：機械工業(yè)出版社，1999。隨著國內(nèi)汽車廠家在CAN總線領域的不斷開拓，基于CAN總線技術的車用電子系統(tǒng)必將得到大規(guī)模應用。主要是欠缺了智能電源IC，現(xiàn)有電路無法有效管理并節(jié)省控制器等待工作時的電源開銷。因為其必須使用在基于CAN總線的車門控制單元的汽車上，而部分汽車的車門控制系統(tǒng)尚無引入CAN總線。 汽車踏板自動收放控制器也有不足方面。在抗干擾方面，利用小型DCDC電源隔離對CAN收發(fā)器與CAN控制器對立供電，并用高速光耦進行電氣隔離，有效阻止了總線干擾串入控制器電路。電機控制電路使用的MC33486芯片其最大工作電流達15A，具有過流、過壓保護措施；內(nèi)置了高端MOS管，節(jié)省了外圍電路。}}}第六章 總結與展望 汽車踏板自動收放控制器的設計迎合CAN總線在汽車網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢，創(chuàng)新式地采用了CAN總線技術，有效地較少了車內(nèi)布線，安裝與維修更加簡便。flag_yudu=1。flag_final=1。if(SaTb){MOTOR_OFF()。k++。flag_ADC=0。ADC_CONTR|=0x08。TEAM[]=0。flag_ADC=1。=0xEF。EADC=1。ADC_RES=0。移動采樣累加算法可以較準確地反應電流的變化情況，較少電流波動對檢測的影響。若阻力已撤銷，電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動；若阻力依然存在，電機則再次關閉進入等待狀態(tài)如此循環(huán)檢測。若滿足：，則系統(tǒng)認定此時電機發(fā)送堵轉(zhuǎn)若滿足：，則系統(tǒng)認定此時電機尚未堵轉(zhuǎn)，但遇到一定阻力，為了保護踏板安全控制器采取暫時關閉電機的措施。（2）時間段過后，啟動算法程序：對電流連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)（），把這N個數(shù)據(jù)看成一個隊列，每次采樣一個新數(shù)據(jù)后將其放入隊尾，然后刪除隊首的數(shù)據(jù)，隨時保持隊列的更新狀態(tài)。本文提出一種對電機電流進行移動的采樣累加的算法。} 遇阻判定算法電機轉(zhuǎn)動時電流的波動性因素決定了對電機電流的檢測不能依靠單次檢測，而必須采用一種能減小隨機誤差的、可靠性判定算法。CR=1。//PWM輸出模式，無中斷PCA_PWM0= PCA_PWM1=0X00。CCAP0H=CCAP0L=PWM_STATUE 。CL=0X00。MC33486芯片的特點簡化了PWM輸出，一路PWM即可實現(xiàn)H橋電路的控制作用。（2）CCAPM0/1比較/捕捉寄存器對該寄存器的設置選擇PCA為8位PWM無中斷輸出。通過對PCA相關寄存器的設置，可輸出頻率可調(diào)、占空比可變的PWM信號。傳統(tǒng)51單片機只能依靠查詢或者定時器定時的方式輸出PWM信號，這樣會占用大量CPU資源。發(fā)送報文時，MCU將包括控制器標識符和狀態(tài)數(shù)據(jù)在內(nèi)的13個字節(jié)發(fā)送至SJA1000，又其組裝成幀后發(fā)送至總線上。按此方法可得到控制器的ACR四字節(jié)值為0x00,0xB0,0xD8,0xC0。本文第二章已經(jīng)提出了車門控制單元的擴展格式標識符，按照上述方法，可對第二章提出的汽車踏板自動收放控制器的ACR和AMR進行設定。2）=。 SJA1000的ACR和AMR分別有四個字節(jié)，四個字節(jié)的每個位從低位到高位分別與標識符ID的29個位從低到高一一對應。}} 報文濾波方法 在接收過濾器的作用下，SJA1000能夠運行RXFIFO只接收標識符與接收過濾器中預設值相一致的報文。0x01==0) //判斷反轉(zhuǎn){P14_STATUE=1。PWM_STATUE=0XC0。if(RX_buffer[6]amp。}IER = 0x01。Judge = ALC。flag2=~flag2。RX_buffer[11] = RBSR11。RX_buffer[9] = RBSR9。//車鎖開關數(shù)據(jù)RX_buffer[7] = RBSR7。RX_buffer[5] = RBSR5。RX_buffer[3] = RBSR3。RX_buffer[1] = RBSR1。if( Judge amp。IE0 = 0。接收處理程序代碼：void CAN_RXD( void ) interrupt 0{uchar data Judge。} SJA1000將通過濾波校驗的報文數(shù)據(jù)存放在FIFO，產(chǎn)生接收中斷并將報文保存在SJA1000的RAM中。 } while( Judge amp。 do { MODR = 0x08。 AMR3 = AMRR[3]。 AMR1 = AMRR[1]。 ACR3 = ACRR[3]。 ACR1 = ACRR[1]。 CMR = 0x04。 IER = 0x01。 BTR0 = 0x31。 0x01) )。 Judge = MODR 。 RST=0。 AMRR[2] = 0x00。 AMRR[0] = 0x30。 ACRR[2] = 0xD8。 ACRR[0] = 0x00。 uchar ACRR[4]。SJA1000初始化時，進入復位模式，完成相關寄存器的設置。本設計中CAN總線的通信程序一般包括三部分：SJA1000的初始化和報文收發(fā)。將該字節(jié)數(shù)據(jù)取出。第一個字節(jié)為標志符碼頭信息，表示該幀是擴展格式還是標準格式。超載幀由出現(xiàn)超載的接收器發(fā)出，用于在當前和后續(xù)的的數(shù)據(jù)幀之間增加附加遲延，以推遲接收下一個數(shù)據(jù)幀。遠程幀用于請求其他節(jié)點為它發(fā)送具有規(guī)定標識符的數(shù)據(jù)幀。 程序流程圖 總體程序流圖 CAN總線報文收發(fā)程序 根據(jù)CAN報文幀的不同用途，把報文劃分一下四種類型，數(shù)據(jù)幀、遠程幀、出錯幀、超載幀。（3）堵轉(zhuǎn)判定算法。 軟件主要內(nèi)容汽車踏板自動收放控制器的軟件部分主要包括三大塊：（1）MCU與CAN總線通信程序，SJA1000接收并處理CAN總線上有關結點發(fā)送而來的報文；（2）PWM信號輸出程序。C51接近于傳統(tǒng)C語言語法，與匯編相比，C51語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上都有明顯的優(yōu)勢。二級管的額定電流值應大于LM2575的最大電流限制。根據(jù)產(chǎn)品手冊的要求，輸入電容應大于47uF，并要求盡量靠近電路。設計采用LM2575開關穩(wěn)壓集成電路，該電流外圍器件少，散熱好，是傳統(tǒng)的三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代品。 IRF1010N結構圖 汽車電源供電模塊本系統(tǒng)中需要兩種大小的供給電壓，即控制部分的5V電壓和電機驅(qū)動部分的12V電壓。IRF1010N漏極擊穿電壓為55V，漏源導通電阻極低（11mΩ），柵極門限電壓為24V，容易驅(qū)動。 IRF1010N 功率MOS管MC33486外圍MOS管選擇IRF1010N。通過以上分析可知，基于MC33486電機驅(qū)動芯片的H橋控制電路只需一路PWM即可實現(xiàn)對電機的調(diào)速、正反轉(zhuǎn)控制。當，IN1為低電平，則GLS1為高電平，Q1關閉，Q3導通，此時電機沿通路2導通，反轉(zhuǎn)。當時， IN1為高電平，則GLS1為低電平，Q1導通，Q3關閉，此時電機沿通路1導通，正轉(zhuǎn)；當時，IN1關閉，則GLS1導通，GLS2導通，由于電感釋放能量，電流由二極管D3經(jīng)電機流向Q4，即沿通路3。四只續(xù)流二極管都是MOS管所包含的（內(nèi)置的）。結合MC33486的特點，介紹H橋控制電路的工作方式。GLSGLS2由芯片內(nèi)部控制使同一橋臂上的兩只MOS管呈邏輯“非”狀態(tài)。ST端必須接上拉電阻連接至5V電源。非正常工作狀態(tài)可由ST引腳反應出。WAKE端必須接下拉電阻[18]。WAKE端是休眠/工作模式選擇端。GLS1和GLS2是低端MOS管的驅(qū)動引腳，由低端控制模塊通過這兩個引腳來驅(qū)動外圍低端MOS管。OUTOUT2為高端MOS管的源極輸出引腳，連接低端MOS管的漏極，同時連接電機的兩端。MC33486主要特性如下[18]:l 正常輸出直流電流為10A；l 最大峰值電流可達35A；l 直流輸入電壓范圍較寬，達8~28V；l 當電壓高于28V時具有過壓保護功能；l 對高端及低端均能過流保護；l 對檢測的高端輸出電流具有鏡像特點；l 高端電流輸出檢測；l 輸出公共端診斷功能； 。該芯片內(nèi)置了兩個高端MOS管，同時具有兩個低端MOS管驅(qū)動開關，只須在芯片外圍連接兩只MOS管即可組成四MOS管的H橋電機控制電路。 MC33486電機驅(qū)動芯片 單片機的輸出功率無法驅(qū)動MOS管，因此必須考慮引入電機驅(qū)動芯片。電源端加入去耦電容，可濾除高頻干擾。—；，ALE，WR,RD分別連接SJA1000的CS,RST,ALE,WR，RST引腳。P1可作為8路AD轉(zhuǎn)換器模擬輸入口。XTAL1與XTAL2直接必須通過15pF的電容連接到地[10] CAN總線接口電路原理圖 STC12C5A60S2及其接口電路STC12C5A60S2是1T系列單片機，即1個時鐘周期等于一個機器周期。Rs端連接阻值為20K的電阻后接地，使芯片工作在斜率模式，即低速模式。Vref輸出基準電壓為VCC/2()，與RX1端相連，既為RX1提供偏置電壓，又可在時鐘分頻寄存器被置位后防止RX1引入干擾。光耦的VCC和VDD端的5V輸入電壓必須分開，否則會將總線干擾引入接口電路，失去其電氣隔離的作用。 CAN總線接口電路原理圖。 6N137光耦隔離雖然PCA82C250已具有一定的抗強電磁干擾的能力，為了進一步增強電路的穩(wěn)定性和可靠性，減小CAN總線干擾對汽車踏板控制器的影響，在PCA82C250與SJA1000加入光電耦合器件進行電氣隔離。、RX1：從CAN總線到SJA1000輸入比較器的輸入端?？刹扇葑枳詣由想姀臀坏姆椒?，也可利用MCU輸出低電平進行復位。12./RST：復位輸入端。/INT是開漏輸出的，且與系統(tǒng)中的其他/INT是線或的。用于向MCU提供中斷信號。通過這兩只引腳，SJA1000向物理總線發(fā)送報文數(shù)據(jù)。均接5V電源。本設計中選擇Intel模式。8. MODE：模式選擇引腳。7. XTALXTAL2：外部晶振接口。6. VssVssVss3：邏輯電路接地引腳。由于SJA1000可自帶外部晶振，可以向MCU提供時鐘信號。MCU向SJA1000讀取數(shù)據(jù)時，/RD為低電平；MCU向SJA1000寫入數(shù)據(jù)時，/WR為低電平。3. /CS：片選信號引腳，由MCU發(fā)送低電平信號選通SJA1000。（2）SJA1000引腳功能描述 SJA1000封裝圖1. AD0AD7：8位數(shù)據(jù)/地址總線，報文數(shù)據(jù)經(jīng)AD0AD7數(shù)據(jù)線送至MCU，同時SJA1000的寄存器地址通過AD0AD7地址線進行尋址。⑦ 錯誤管理邏輯（EML）負責限制傳輸層模塊的錯誤。⑥ 位時序邏輯（BTL）監(jiān)視串行的CAN總線和位時序。⑤ 位流處理器（BSP）是一個控制發(fā)送緩沖器、接收FIFO和CAN總線之間數(shù)據(jù)流的程序裝置。④ 驗收濾波器（ACF）將一條接收到的報文標志碼與驗收濾波器中的預設值相比較，以決定是否接收這條報文。作為就收FIFO（RXFIFO,長度為64字節(jié)）的一個窗口，接收緩沖器可被CPU訪問。發(fā)送緩沖器的長度為13個字節(jié)，由CPU寫入、位流處理器讀出。 CAN協(xié)議控制器——SJA1000SJA1000作為獨立的CAN總線協(xié)議控制器實現(xiàn)了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的通信功能，提供了與微控制器和總線的物理線路接口，前端與CAN收發(fā)器相連，后端與MCU相連，用戶只需編寫符合自己通信和控制要求的應用層協(xié)議即可[14]。它可以用于偏置CAN 協(xié)議控制器差動輸入比較器的其中一個輸入（RX1）。③ TXD/RXD是發(fā)送/接收數(shù)據(jù)輸出/輸入管腳，與CAN協(xié)議控制器相連。方法是將Rs引腳連接一個阻值大小為20K的電阻后接地。該管腳有三種工作模式： 表4 PCA82C250工作模式表高速模式它支持最大的總線速度和長度斜率模式當使用非屏蔽的總線電纜時可以考慮使用這種模式。PCA82C250引腳功能介紹： PCA82C250封裝圖① CANH/CANL是高/低電平CAN總線輸入輸出引腳，與CAN總線的兩根物理接線CANH與CANL直接相連。 控制器硬件結構框圖 CAN總線通信模塊 CAN總線收發(fā)器——PCA82C250 PCA82C250是CAN協(xié)議控制器（SJA1000）和物理總線之間的接口。在CAN總線通信模塊中還加入了光耦隔離，以增強電路的抗干擾能力。本系統(tǒng)硬件電路包括由PCA82C250、SJA1000組成的CAN總線通信模塊、STC12C5A60S2單片機為核心的MCU微控制器、MC33486電機驅(qū)動芯片和MOS管組成的電機驅(qū)動模塊、電源轉(zhuǎn)換電路。第四章 控制器硬件電路的設計 硬件結構框圖 汽車踏板自動收放控制器硬件電路按照控制器總體設計所論述的方案進行詳細設計。而且CAN控制器與收發(fā)器之間須采用光耦隔離器件避免干擾的引入。汽車踏板自動收放控制器應用在汽車環(huán)境，必須采取措施降低或者防范一切干擾因素。 本文采用開關式穩(wěn)壓集成器件LM2575，它內(nèi)部集成一個固定的振蕩器，可大大減小散熱片的體積，內(nèi)部有完善的保護電路，穩(wěn)定輸出5V電壓，是傳統(tǒng)三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代品。但LM