基于LIN總線汽車前燈運動控制系統(tǒng)的設(shè)計

　　LIN收發(fā)器

　　本設(shè)計選用TJAl020作為LIN收發(fā)器，TJAl020是LIN主/從協(xié)議控制器和LIN物理總線之間的接口，主要用作于車輛副網(wǎng)絡(luò)。其波特率為2.4~20kbit/s。控制器在TXD引腳輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)流通過LIN收發(fā)器轉(zhuǎn)換成LIN總線信號，并由收發(fā)器控制轉(zhuǎn)換速率和波形，減少極低的電磁發(fā)射(EME)。 LIN總線的輸出引腳通過一個內(nèi)部終端電阻拉成高電平。收發(fā)器在LIN總線的輸入引腳檢測數(shù)據(jù)流并通過引腳RXD發(fā)送到微控制器。

　　電源模塊

　　在設(shè)計中，LIN模塊的電壓調(diào)節(jié)器均采用微功耗、低壓差穩(wěn)壓器LTll2l-5。選用 LTl121-5通過對SHDN輸入低電平，能使其進(jìn)入停止模式，這時靜態(tài)電流只有16mA，因此在總線上沒有活動時，就能達(dá)到減少功耗的目的;此外，該器件還具有防止輸入和輸出電源反向的功能，即使在輸出端不增加二極管的情況下，也能防止電流反向倒流。

　　車燈的驅(qū)動電路模塊

　　所設(shè)計的車燈驅(qū)動電路模塊采用分布式制動器控制，其控制框如圖3所示。該控制用于雙前燈的水平定位、旋轉(zhuǎn)及AFS。LIN微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器是一種帶集成有LIN控制/診斷的定位控制器的兩相驅(qū)動器，此控制器通過LIN接口接收高級定位指令，隨后驅(qū)動電機(jī)線圈到達(dá)理想位置。片上位置控制器可為不同電機(jī)類型、定位距離以及參數(shù)(如速度、加速度和減速度)而配置。如果系統(tǒng)檢測到停轉(zhuǎn)狀態(tài)，無傳感器停轉(zhuǎn)檢測就會阻止定位器失步并使電機(jī)停止。

　　控制器命令集的高抽象水平減少了MCU內(nèi)微處理器的負(fù)載。根據(jù)前燈運動控制軸數(shù)量的不同而將調(diào)整應(yīng)用是直接了當(dāng)?shù)姆椒?。以模塊化方式擴(kuò)展硬件和軟件設(shè)計，不會嚴(yán)重影響對主微控制器的要求。本系統(tǒng)只用一個MCU，并且要改變系統(tǒng)控制功能時增加或移走可選的電機(jī)很方便，花費也很少。目前的汽車常包含有帶動態(tài)位置控制的前燈。對于高強(qiáng)度放電(HID)氙氣燈，這種功能很關(guān)鍵。歐洲安全條例要求能動態(tài)控制主前燈光束的垂直位置，避免眩光。如果采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器芯片，就可為這些應(yīng)用只需幾個無源元件的類似應(yīng)用設(shè)計出集成電子電機(jī)驅(qū)動器電路。

　　驅(qū)動器芯片通過一條LIN、I2C或SPI總線得到高水平定位控制和診斷命令指令，并將其轉(zhuǎn)換成驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)線圈的PWM信號。集成電機(jī)驅(qū)動器電路的優(yōu)點包括能增加系統(tǒng)集成度，減小線束復(fù)雜度并降低EMI輻射，這樣能降低系統(tǒng)成本，加快終端產(chǎn)品面市時間并提高性能。傳統(tǒng)上來看，汽車鹵素前燈系統(tǒng)都裝有一個手動調(diào)節(jié)器，來對準(zhǔn)前燈垂直方向。此裝置含有一模擬伺服系統(tǒng)，包含有一傳動、有刷直流電機(jī)的制動器驅(qū)動到與手動調(diào)節(jié)好的位置相對應(yīng)的位置。伺服系統(tǒng)的反饋采用一個連接到制動器末端齒輪的電位計，電機(jī)驅(qū)動器為一功放。該系統(tǒng)相對來說價格低廉。