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隨著汽車電子技術的發(fā)展,越來越多的電子產(chǎn)品裝載到汽車上,極大地提高了汽車的動力性和舒適性,同時也增加了車內布線的難度和成本。CAN(Controller Area Network)作為一種串行數(shù)據(jù)通信總線,由于具有良好的可靠性、實時性及靈活性,已經(jīng)成為國際標準(ISO11898)[1],在汽車電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。

  目前,在CAN系統(tǒng)設計中,使用最多的是單片機外掛獨立的CAN控制器,如Philips公司的PCA82C200、SJA1000以及Intel公司的82526、82527等芯片。但是采用此類芯片的設計方案不利于系統(tǒng)集成化。本文以Microchip公司內部集成的CAN模塊PIC18F258單片機為核心,介紹CAN總線電動車窗控制系統(tǒng)的硬件電路結構及軟件設計流程。由于PIC18F258單片機對CAN收發(fā)器PCA82C250進行數(shù)據(jù)操作時只需要TXD、RXD兩條數(shù)據(jù)線,這樣就大大簡化了硬件電路的設計,提高了系統(tǒng)的可靠性。

1 電動車窗控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的構成

  電動車窗控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡共有4個CAN節(jié)點電子控制器,分別是:左前門主控制器、右前門子控制器、左后門子控制器、右后門子控制器。采用CAN總線通信技術可以實現(xiàn)4個車門控制器之間的通信。

  操作主控制器除了可以控制駕駛員的車窗玻璃升降外,還可以通過CAN總線控制其余乘客車窗玻璃的升降,同時子控制器也可控制各自位置車窗玻璃的升降。主控制器由Microchip公司的內部集成了CAN模塊的PIC18F258單片機、6N137高速光電耦合器、PCA82C250總線收發(fā)器等三個主要部分組成。考慮到設計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構。

2 功率驅動芯片及其應用電路

  Motorola公司的功率驅動芯片MC33486以其強大的功能和優(yōu)異的性能在汽車電子中得到了廣泛的應用。此芯片的應用模式為橋式結構[2],芯片內部有2個高端MOSFET驅動管MOS1、MOS2,外接2個低端MOSFET驅動管MOS3、MOS4組成一個完整的H橋,實現(xiàn)車窗電機的正、反向控制。同時,利用Cur R端的電流鏡像功能可方便地實現(xiàn)過流保護和車窗的防夾功能。

  OUT1和OUT2是MC33486的兩個高端輸出引腳,直接驅動車窗電機M。IN1和IN2受微控制器的控制。當IN1為高電平‘1’,IN2為低電平‘0’時,相應的GLS1輸出低電平,GLS2輸出高電平,此時MOS1、MOS4導通,MOS2、MOS3截止。OUT1輸出正電壓而OUT2接地,車窗電機朝某一個方向運轉。反之,當IN1為低電平‘0’,IN2為高電平‘1’時,相應的GLS2輸出低電平,GLS1輸出高電平,此時MOS2、MOS3導通,MOS1、MOS4截止。OUT2輸出為正,OUT1接地,車窗電機反轉,達到升降車窗玻璃的目的。此外,MC33486在待機模式下有非常低的靜態(tài)電流,在正常工作時的輸出電流為10 A,最大峰值電流為35 A,直流輸入電壓的范圍較寬,可達8 V~28 V。當電壓高于28 V時芯片具有過壓保護功能。由于該器件性能完善,因而可減小電動車窗控制器的體積,提高EMS(電磁兼容)特性。

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