基于CAN和LIN网络的车门控制系统主控单元的优化设计

刘贻华+邝家凯

摘 要 采用CAN和LIN网络总线技术，对车门控制系统的主控单元进行优化设计，简化了系统的结构及控制电路，降低了系统的制造成本，提高了整车的工作可靠性及系统的操作舒适性。

关键词 CAN/LIN网络 ；车门控制系统 ；主控单元

中图分类号 U46

Abstract The article by adopting CAN and LIN bus technology， optimized design on the door of the main control unit of the control system， simplify the structure of the system and control circuit， reduces the manufacturing cost of the system， improve the working reliability of the vehicle and the operation of the system are comfortable. Verified， comply with the design requirements.

Key words CAN/LIN network ；door control system ；MCU

隨着电子技术的高速发展，车门作为汽车车身中操作最为频繁的部件，汽车的门控控制功能模块在不断地增加，同时简化了系统的结构及控制电路，降低了系统的制造成本，提高整车的工作可靠性及系统的操作舒适性，实现了车门控制系统之间的联系[1]。笔者结合CAN和LIN总线网络技术，对车门控制系统的主控单元进行了优化设计。

1 设计思路

该系统能够实现汽车车窗升降且防夹功能、记忆定位功能、车灯驱动功能、自检功能和界面显示功能。为了控制的简便和优化，笔者选择将BCM和4个车门采用CAN总线进行连接控制，而各个车门和车灯的控制则采用LIN总线进行连接控制，这样有利于提高整个系统的硬件利用率。系统整体设计思路见图1。

由图1可知，该系统主要对汽车的车窗、车灯以及汽车的后视镜进行控制，而要实现以上的部件控制，则系统的主控单元为设计的重点。

2 系统硬件的设计

根据设计的思路以及该系统的功能要求，构建出了车门控制系统的整体结构，如图2。主控ECU包括主控芯片、CAN、LIN和PC通讯接口单元、组合开关检测控制单元、故障指示及警示控制单元、电源管理控制单元以及调试接口模块等组成。

2.1 主控单元系统硬件选用

主控单元系统硬件的选择，不仅影响该系统是否能够正常工作，也影响了系统的控制精度，所以主控单元系统的硬件选用显得尤为重要。

主控芯片：根据系统的功能要求，系统选用了Freescale中的68HC08芯片作为主控芯片。它具有响应速度快、整体性能好和价格便宜等特点。

LIN通讯接口单元：系统选用了专为汽车LIN总线设计的Motord公司生产的MC33689芯片作为LIN通讯接口单元。

组合开关检测控制单元：由于MC33972芯片具有采用4各CPU接口即能控制22路开关量的检测，且只需要一根数据总线就能完成数据的传导和控制作用[2]，所以选用MC33972芯片作为组合开关检测控制单元。

故障指示及警示控制单元：选择专为驱动汽车负载而设计的Freescale公司生产的MC33888芯片作为故障指示及警示控制单元[3]。

系统的CAN通讯接口单元和电源管理控制单元则分别选取TCA82C250和MC33689芯片作为该系统控制单元。

2.2 主控单元系统硬件设计

通过对硬件功能的叙述及选取，构建整个主控单元系统所需的硬件已经选用齐全。图3为主控单元的控制原理[4]。

3 系统软件设计

主控单元控制系统的软件设计采用C语言编程进行设计，通过主控单元对程序的控制执行，即能实现整个车门控制系统的控制。

通过拓扑结构分析后，该主控单元控制系统在优化设计过程中，分别使用了2、4、8个字节对系统的1个主节点和3个子节点进行了标志，具体的系统协议及标志分配见表1。

根据上述的节点分配和定义，构建出了如图4所示的系统软件设计思路流程。

4 系统验证

通过输入上述编写的软件程序进行系统的验证，不同字节输入后，主控单元控制的对应部件执行了相应的指令，见表2。

通过表2输入的命令进行调试后可以看出，汽车的车门控制系统主控单元所对应的相关控制部件执行状况正常，所以基于CAN 和LIN数据总线设计出来的车门控制系统的主控单元优化设计成功。

5 小结

基于CAN和LIN网络的车门控制系统主控单元的成功设计，为后续汽车在简化系统的结构及控制电路、降低系统的制造成本、提高整车的工作可靠性和系统的操作舒适性以及系统集成模块化控制提供了一条可行之路。

参考文献

[1] 马春红，王旭东，吕宝良. 基于CAN/LIN总线的汽车车灯控制系统的设计[J]. 哈尔滨理工大学学报，2006，11（1）：116-119.

[2] MC33972 Data Sheet， Freescale Semiconductor[EB/OL]. [2016-09-14]. http：//cn.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/181922/FREESCALE/MC33972.html.

[3] MC33888 Data Sheet， Freescale Semiconductor，2006.2[EB/OL]. [2016-09-14]. http：//www.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/pdf/90679/MOTOROLA/MC33888.html.

[4] 国辛纯. 基于CAN/LIN网络的车门控制系统主控单元的设计[D]. 天津：天津大学，2007.