基于LIN總線的汽車后視鏡控制模塊設計

摘要 以MC9S12DG128為主控單元、MM908E622為后視鏡單元，采用單主多從的總線控制方式，設計了一種基于LIN總線的汽車后視鏡控制模塊。主控單元以單片機MC9S12DG128為核心，通過LIN收發(fā)器MC33661實現(xiàn)對總線數(shù)據(jù)的收發(fā)，同時將液晶觸摸信號轉(zhuǎn)換為LIN指令以達到對后視鏡單元的整體控制。后視鏡單元以MM908E622作為從單元控制器，內(nèi)置LIN收發(fā)器和電機驅(qū)動電路，具有優(yōu)異的調(diào)控能力，適用于控制汽車高端后視鏡。設計中體現(xiàn)了汽車車身電子的智能化和網(wǎng)絡化，在汽車工業(yè)中有較高的應用價值。
關鍵詞 LIN；汽車電子；MC9S12DG128；MM908E622；MC33661

隨著汽車技術的日益發(fā)展，汽車設備的電子化、智能化、網(wǎng)絡化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標志之一。傳統(tǒng)汽車后視鏡是采用手動方式調(diào)整位置。隨著技術的發(fā)展，目前汽車的后視鏡多采用網(wǎng)絡控制方式，以減少駕駛員對后視鏡模塊的頻繁操作，提高駕駛舒適性和安全性。采用網(wǎng)絡方式控制的后視鏡系統(tǒng)，在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎上增加了兩個控制單元和一個控制網(wǎng)絡，這樣用戶可以由車外控制轉(zhuǎn)變?yōu)檐噧?nèi)控制。LIN總線是一種建立在通用SCI或UART硬件接口上，用于將車輛中分布的智能傳感器和執(zhí)行器連接到車內(nèi)主控制器的單總線(12 V)串行通信協(xié)議。由于目前尚未建立低端多路通信的汽車標準，所以從價格和實用性等因素考慮，LIN在低端網(wǎng)絡中具有較強的競爭力，正逐漸發(fā)展成為低成本串行通信的行業(yè)標準。

1 硬件設計
系統(tǒng)網(wǎng)絡結構主要包括一個主節(jié)點、一個從節(jié)點和多個擴展從節(jié)點，主控單元由主控制器和液晶觸摸屏構成，負責整個車身電子的控制。從單元由從控制器及后視鏡硬件驅(qū)動電路構成，負責后視鏡的底層控制。主單元與從單元依靠LIN總線進行相互通信。主控制器將觸摸屏的控制信號轉(zhuǎn)換成相應的LIN指令發(fā)送給從控制器，后視鏡控制器接收到相應的指令后，對后視鏡進行相應的控制。系統(tǒng)整體結構框圖如圖1
所示。

1．1 電源模塊
電源控制模塊將外部波動的車身電源轉(zhuǎn)換成適合MCU工作的電壓，為MCU提供穩(wěn)定的工作電壓。設計選取的電源模塊為LM7805，負責將車身12 V電源：轉(zhuǎn)換為5 V，所需外圍元件較少，內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用方便可靠、且價格便宜。
1．2 液晶模塊
液晶模塊是整個系統(tǒng)的輸入，是用戶與系統(tǒng)相互連接的媒介。設計選取的液晶型號為Z2104，該屏幕為電阻屏，內(nèi)置VCA控制板，與控制器通過串口進行通信，工作電壓為12 V。主控制器可以直接通過串口讀取液晶屏觸摸信號及對液晶屏畫面進行控制。主控制器將液晶屏幕的觸摸信號轉(zhuǎn)換成LIN總線指令，通過UART／SCI模塊發(fā)送到LIN總線，同時也能將LIN總線上的數(shù)據(jù)反饋到液晶屏上。液晶模塊是整個系統(tǒng)運行的重要載體。
1．3 后視鏡單元
后視鏡單元作為LIN網(wǎng)絡中的從單元主要由電源模塊、微控制器、電機驅(qū)動電路等組成。選取Freescale公司生產(chǎn)的高性能汽車型電子型芯片MM908E622作為從單元控制器，內(nèi)置LIN收發(fā)器和電機驅(qū)動電路，具有良好的調(diào)控能力，適用于控制汽車高端后視鏡。
1．4 控制器模塊
主控單元采用MCU是Freescale公司推出的HCS12系列單片機，其具有增強型的16位單片機MC9S12DG128，該系列單片機在汽車電子領域有著廣泛的應用。HCS12系列單片機的中央處理器CPU12由以下3部分組成：算術邏輯單元ALU、控制單元和寄存器組。CPU外部振蕩器頻率為8 MHz或者16 MHz，通過內(nèi)部鎖相環(huán)(PLE)，可以使內(nèi)部總線速度達到25 MHz。
MC9S12DC128作為HCS12系列的一種，內(nèi)部資源豐富：(1)時鐘和復位模塊。(2)存儲器。(3)兩個8路A／D轉(zhuǎn)換器。(4)增強型捕捉定時器。(5)8路PWM通道。(6)兩個異步串行通信接口模塊SCI。(7)3個1 Mbit·s-1，CAN2．0A，CAN2．0B兼容模塊。(8)SAE J1850網(wǎng)絡通訊口。
控制器模塊是整個系統(tǒng)的核心，是LIN總線穩(wěn)定運行的重要保障。而單片機MC9S12DG128作為Freescale公司高性能汽車型電子型芯片，能夠滿足系統(tǒng)要求。