基于CAN總線的嵌入式車燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：為了確保車燈的質(zhì)量可靠性，提出了一種嵌入式車燈控制及電氣參數(shù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案。系統(tǒng)包括上位機監(jiān)控終端和下位機控制節(jié)點，監(jiān)控終端負責設(shè)置各車燈的工作參數(shù)和顯示車燈的工作狀態(tài)；控制節(jié)點采用基于Cortex—M3內(nèi)核的嵌入式微處理器LM3S2965為核心，將實時操作系統(tǒng)μCOS-II植入其中，提高系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性，同時將我國自主研發(fā)的iCAN協(xié)議應(yīng)用到系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)對車燈的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。結(jié)果表明，系統(tǒng)最多可對63個車燈進行實時的電氣參數(shù)檢測與控制，具有較高的可靠性。
關(guān)鍵詞：車燈監(jiān)控系統(tǒng)；μCOS-II；iCAN協(xié)議；LM3S2965

當前我國的汽車總數(shù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，由于汽車照明與交通安全有著密不可分的關(guān)系，因此對車燈產(chǎn)品進行可靠性檢測是很有必要的。針對這種情況，提出了基于CAN總線的嵌入式車燈監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思想，結(jié)合總線技術(shù)和單片機嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)對車燈進行功能控制以及電壓電流參數(shù)檢測。其中，iCAN協(xié)議在CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的使用，可以實現(xiàn)對多個車燈同時進行網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，進而可以實時準確地掌握各個車燈的工作情況，確保車燈產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)主要由上位機和多個下位機節(jié)點組成。上位機是由VC編成的監(jiān)測軟件，PC機通過PCI-CAN卡與CAN總線相連，完成與下位機節(jié)點的通信，顯示各車燈的電流電壓及工作情況，并完成功能的設(shè)置。下位機節(jié)點以LM3S2965為主體，采樣車燈工作時的電壓電流，并對車燈進行控制。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 節(jié)點的硬件設(shè)計
下位機節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計框圖如圖2所示。節(jié)點主要完成以下工作：1)定期對車燈工作時的電壓電流進行AD采樣，并將結(jié)果發(fā)送到CAN總線上，供上位機接收；2)接收上位機發(fā)送到CAN總線上的命令，并控制車燈實現(xiàn)相應(yīng)的功能。因此，節(jié)點主要包括微處理器部分、CAN通訊模塊、電源模塊。

2．1 微處理器選型
為了確保系統(tǒng)對車燈進行實時、可靠地控制及檢測，這里選用可植入實時操作系統(tǒng)的Cortex-M3內(nèi)核芯片LM3S2965。LM3S2965是南TI公司Stellaris所提供的首款基于ARM Cortex-M3的控制器對CAN總線應(yīng)用方案而設(shè)計的芯片，具有較高的代碼密度和指令執(zhí)行效率。片內(nèi)有256 kB的單周期訪問的Flash，64KB的單周期SRAM，為操作系統(tǒng)的植入和運行提供了足夠的容量；內(nèi)部集成了兼容CAN2．0A／B的CAN控制器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以簡化節(jié)點中CAN通訊電路和AD采樣的電路的設(shè)計，同時也降低了軟件開發(fā)的難度。