基于ARM的汽車電子控制系統(tǒng)單元設計

　　設計中,我們采用摩托羅拉公司生產(chǎn)的mc33888功率器件控制遠光燈、近光燈、倒車燈、剎車燈。mc33888內部集成有四路高端燈驅動器和8路繼電器或發(fā)光二極管驅動器,是一個可控制網(wǎng)絡,具有在板診斷、與微控制器通信報錯能力及故障軟化等優(yōu)點。考慮到車內燈和示廊燈的功率相對比較大,我們采用mc33487功率器件進行控制。mc33487內部集成兩路帶有電流感應的20毫歐姆高端驅動器,電流輸出4.5a.感性負載以及大電流的短路保護是整個設計的難點。mc33887具有功耗低、等待模式下電流25微安、輸出電流超過8安的短路關斷等優(yōu)點,所以系統(tǒng)采用mc33887功率器件對電機、鎖、天線、洗滌泵進行控制。

　　2.2 人機通信模塊

　　為了提高駕駛員和乘客的舒適性、安全性,整個系統(tǒng)必須在人和機器之間建立良好的人機通信模塊。bc7281、鍵盤模塊及外圍的led之間的結合,構造出人機通信模塊。bc7281是比高公司推出的16位數(shù)碼管顯示及鍵盤接口專用芯片。該芯片通過外接移位寄存器（74hc164、74ls595等）可控制16位數(shù)碼管或者128只獨立的led。bc7281的驅動輸出極性及輸出時序均可通過軟件進行控制,從而和各種驅動電路配合,適合任何尺寸的數(shù)碼管。

　　通過人機通信模塊,人的意識能夠為機器所識別,同時機器也可以將一些相應的狀態(tài)信息反饋到led或者lcd上,達到人機通信的可視化效果。

　　2 3 狀態(tài)量輸入模塊

　　狀態(tài)量輸入模塊主要是將一些人為操作的效果（如大燈開關、轉向燈開關）、車身狀態(tài)（如車門、窗的開關）及內部狀態(tài)信息（如油量、水溫）反饋給中心處理器。中心處理器對反饋信息進行分析處理,就可以準確判斷本車所處的狀況,并做出相應的操作。

　　外部狀態(tài)信息可以分為開關量和模擬量。通過一系列外圍電路（如整形防顫電路）,我們將開關量轉換成cpu可識別的0v和+5v高低電平。在模擬量處理上,先經(jīng)過歸一化處理電路,將水溫、油量、氣壓、室溫的變化轉化為0v到5v之間電信號,然后通過lpc2119內嵌的4路10位ad轉換器轉換成相應的數(shù)字量。利用現(xiàn)有的can通信模塊將這些數(shù)字量傳輸?shù)今{駛員附近的電子控制系統(tǒng)單元,再經(jīng)過d/a轉換器,反應在儀器儀表上。

　　3 電子控制系統(tǒng)單元軟件設計

　　對于lpc2119微處理器來說,can控制器完全是基于事件觸發(fā)的,即在本身狀態(tài)發(fā)生改變時,can控制器會將狀態(tài)變化的結果告訴微處理器。因此中心微處理器可以采用中斷的方式或者輪詢的方式對can控制器作出相應的處理。完整的can固件編程層次結構圖如圖3所示。

　　各電子控制系統(tǒng)單元按規(guī)定格式和周期發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上,同時根據(jù)需要各取所需的報文。對于接收數(shù)據(jù),本系統(tǒng)采用中斷的方式實現(xiàn),一旦中斷發(fā)生,即將接收的數(shù)據(jù)自動裝載到相應的報文寄存器中。此時利用屏蔽濾波寄存器對接收報文的標識符和預先在接收緩沖器初始化時設定的標識符進行有選擇地逐位比較,只有標識符匹配的報文才能進入接收緩沖器,那些不符合要求的報文將被屏蔽于接收緩沖器外,從而減輕cpu處理報文的負擔。

　　各電子控制系統(tǒng)單元的應用層程序都不一樣,但是通信模塊的應用程序基本上一致,可分為can初始化、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)。

　　3.1 can初始化程序

　　can初始化程序主要用來實現(xiàn)can工作時的參數(shù)設置,其初始化主要內容包括：硬件使能can、設置can報警界限、設置總線波特率、設置中斷工作方式、設置can驗收濾波器的工作方式、設置can控制器的工作模式等。初始化流程圖如圖4所示。

　　3. 2 發(fā)送數(shù)據(jù)程序

　　對can模塊初始化成功后,就可以用它來傳送報文。節(jié)點向總線上發(fā)送報文的過程是：lpc2119將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按can格式組成一幀報文,寫入can模塊發(fā)送緩沖區(qū),然后啟動發(fā)送命令,將報文發(fā)送到總線上。發(fā)送流程圖如圖5所示。