基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

 

　　为提高雨刮系统的安全性及智能性，以MC9S12DG128为主控制器、MM908E625为雨刮控制器，采用LIN总线的分布式控制方案，设计了一款智能雨刮控制系统。主控单元将液晶触摸信号转换为LIN指令以控制雨刮的启停，并通过红外传感器检测雨量的大小，自动控制雨刷器的摆动频率，使用过程中无需驾驶员手动操作。实验结果表明，该系统能有效地根据雨量对汽车雨刮进行智能控制，具有安全性好、可靠性高和成本低等优点。

 

　　随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的各种电子装置也越来越多，电子控制装置之间的通讯也越来越复杂，而汽车上传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，造成庞大的布线系统，增加了制造及维护成本。LIN总线全称为区域互连网络，用于实现汽车车身控制系统的分布式控制，其具有价格低廉、结构简单、配置灵活等特点，为现代汽车网络提供功能上的补充，使汽车结构的设计变得更加灵活。LIN总线主要被应用于车门、方向盘、座椅、雨刮器、车窗等控制单元，并将分布的智能传感器和执行器连接到车内主控制器。本文将LIN总线技术应用到汽车雨刷系统上，提出了安全性好、可靠性高的设计方法，该系统经实际调试，取得了良好的应用效果。

 

　　LIN总线的数据以报文帧的格式进行传输，报文帧由主任务的帧头和从任务的响应组成。帧头包括同步间隔场、同步场和受保护的标识符;响应分为数据场和校验和场两部分。LIN网络由一个主节点，一个或多个从节点组成，通过主机节点，可将LIN与上层网络相连接。一个LIN网络最多可连接16个节点，主机节点有且仅有一个，从机节点有1～15个。主机任务负责接收从机节点发出的总线唤醒命令，调度总线上帧的传输次序，并监测数据、处理错误，同时可作为标准时钟的参考。从机接收主机发送的帧头包含的信息以进行判断：发送应答、接收应答、或既不发送也不接收应答。

 

　　智能雨刷系统主要包括一个主控单元和一个子单元，主控单元包含微控制器模块和液晶控制屏，子单元由控制器、雨量检测模块、电机驱动模块和电机检测模块组成。当雨刮处于自动挡时，可根据红外传感器检测雨量大小，自动控制雨刷器的摆动频率。子单元通过LIN总线与主控单元连接，形成车载LIN网络，驾驶员可通过液晶控制屏对雨刷进行控制并查看雨刷工作状态。

 

　　主控单元微控制器采用Freescale公司的高性能、低功耗汽车电子芯片MC9S12DG128，该芯片属于HCS12系列增强型16位单片机，片内拥有128kB的FlashROM，8kB的RAM和2kB的EEPROM，2个异步串行通信口SCI，2个同步串行通信口SPI，8通道输入捕捉/输出比较定时器，1个8通道脉宽调制模块，两个MSCAN控制器。液晶模块是整个系统运行的一个重要输入，设计采用的液晶型号为Z2104，内置VGA控制板，该屏幕为电阻屏，与控制器通过串口进行通信，其工作电压为12V。主控制器可通过串口读取液晶屏触摸信号，将液晶屏幕的触摸信号转换成LIN总线指令，通过UART/SCI模块发送到LIN总线，对子单元进行控制，同时也可将雨刷的状态反馈到液晶屏幕上。