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單片機(jī)在汽車(chē)電動(dòng)車(chē)窗控制器中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2011-11-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
 隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的電子產(chǎn)品裝載到汽車(chē)上,極大地提高了汽車(chē)的動(dòng)力性和舒適性,同時(shí)也增加了車(chē)內(nèi)布線(xiàn)的難度和成本。CAN(Controller Area Network)作為一種串行數(shù)據(jù)通信總線(xiàn),由于具有良好的可靠性、實(shí)時(shí)性及靈活性,已經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)[1],在汽車(chē)電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
 目前,在CAN系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,使用最多的是單片機(jī)外掛獨(dú)立的CAN控制器,如Philips公司的PCA82C200、SJA1000以及Intel公司的82526、82527等芯片。但是采用此類(lèi)芯片的設(shè)計(jì)方案不利于系統(tǒng)集成化。本文以Microchip公司內(nèi)部集成的CAN模塊PIC18F258單片機(jī)為核心,介紹CAN總線(xiàn)電動(dòng)車(chē)窗控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)流程。由于PIC18F258單片機(jī)對(duì)CAN收發(fā)器PCA82C250進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)只需要TXD、RXD兩條數(shù)據(jù)線(xiàn),這樣就大大簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì),提高了系統(tǒng)的可靠性。
1 電動(dòng)車(chē)窗控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
 電動(dòng)車(chē)窗控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)共有4個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)電子控制器,分別是:左前門(mén)主控制器、右前門(mén)子控制器、左后門(mén)子控制器、右后門(mén)子控制器。采用CAN總線(xiàn)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)車(chē)門(mén)控制器之間的通信

操作主控制器除了可以控制駕駛員的車(chē)窗玻璃升降外,還可以通過(guò)CAN總線(xiàn)控制其余乘客車(chē)窗玻璃的升降,同時(shí)子控制器也可控制各自位置車(chē)窗玻璃的升降。主控制器由Microchip公司的內(nèi)部集成了CAN模塊的PIC18F258單片機(jī)、6N137高速光電耦合器、PCA82C250總線(xiàn)收發(fā)器等三個(gè)主要部分組成??紤]到設(shè)計(jì)成本和軟件編程的方便性,子控制器選用了與主控制器相同的芯片,且具有相同的硬件電路結(jié)構(gòu)。
2 功率驅(qū)動(dòng)芯片及其應(yīng)用電路
Motorola公司的功率驅(qū)動(dòng)芯片MC33486以其強(qiáng)大的功能和優(yōu)異的性能在汽車(chē)電子中得到了廣泛的應(yīng)用。此芯片的應(yīng)用模式為橋式結(jié)構(gòu)[2],芯片內(nèi)部有2個(gè)高端MOSFET驅(qū)動(dòng)管MOS1、MOS2,外接2個(gè)低端MOSFET驅(qū)動(dòng)管MOS3、MOS4組成一個(gè)完整的H橋,實(shí)現(xiàn)車(chē)窗電機(jī)的正、反向控制。同時(shí),利用Cur R端的電流鏡像功能可方便地實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)和車(chē)窗的防夾功能。

OUT1和OUT2是MC33486的兩個(gè)高端輸出引腳,直接驅(qū)動(dòng)車(chē)窗電機(jī)M。IN1和IN2受微控制器的控制。當(dāng)IN1為高電平‘1’,IN2為低電平‘0’時(shí),相應(yīng)的GLS1輸出低電平,GLS2輸出高電平,此時(shí)MOS1、MOS4導(dǎo)通,MOS2、MOS3截止。OUT1輸出正電壓而OUT2接地,車(chē)窗電機(jī)朝某一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。反之,當(dāng)IN1為低電平‘0’,IN2為高電平‘1’時(shí),相應(yīng)的GLS2輸出低電平,GLS1輸出高電平,此時(shí)MOS2、MOS3導(dǎo)通,MOS1、MOS4截止。OUT2輸出為正,OUT1接地,車(chē)窗電機(jī)反轉(zhuǎn),達(dá)到升降車(chē)窗玻璃的目的。此外,MC33486在待機(jī)模式下有非常低的靜態(tài)電流,在正常工作時(shí)的輸出電流為10 A,最大峰值電流為35 A,直流輸入電壓的范圍較寬,可達(dá)8 V~28 V。當(dāng)電壓高于28 V時(shí)芯片具有過(guò)壓保護(hù)功能。由于該器件性能完善,因而可減小電動(dòng)車(chē)窗控制器的體積,提高EMS(電磁兼容)特性。


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