节点7:采集仪表显示信号及驾驶员操纵信号,包括燃油量、冷却液温度、机油压力、电源电压、空挡开关、倒车开关等,位于仪表板附近。
节点8: 整车管理系统的中央控制器,协调和管理整车各系统的工作,并起网关的作用,连接高速和低速总线,位于仪表板附近。
节点9: 采集驱动系统中与仪表显示有关的信号,如车速、发动机转速、冷却液温度等,位于驾驶室内手套箱附近。
节点10:电动坐椅节点,采集坐椅开关信号并控制坐椅动作,位于驾驶员坐椅上。
节点11:控制汽车后部车灯,倒车喇叭和防撞雷达监视器nc.qoos.ipi,位于汽车后部。
3、节点与CAN总线的接口设计
整车管理系统是由许多节点通过CAN总线相连而组成的一个局域网,因此CAN总线的设计就显得极为重要。其中CAN控制器、CAN收发器的选取以及抗干扰措施将成为设计的关键。
(1) CAN控制器的选取
为了满足系统功能和进一步扩展的需要,CAN控制器采用MICROCHIP公司内部带CAN引擎的微控制器(单片机)PIC18F248,其片上带5路10bit A/D转换器、1个8bit,两个16bit 定时/计数器、1-4路PWM输出控制器以及22个I/O端口,它除了可以进行模拟、数字量的采集、控制外,还可以通过脉冲宽度调制(PWM)方式控制各种执行电机的速度。
(2) CAN收发器的选取
CAN收发器选用MICROCHIP公司的MCP2551,这是一种应用广泛的CAN控制器与物理总线间的接口芯片,能够对总线的信息进行差动发送和接收。它能增大通信距离、提高系统的瞬间抗干扰能力、保护总线、降低射频干扰等。
(3)光电隔离
汽车上电磁干扰较厉害,对系统的抗干扰能力要求较高,为了进一步提高系统的抗干扰能力,在CAN控制器(单片机)和驱动总线的CAN收发器MCP2551之间增加了由高速隔离器件6N137构成的光电隔离电路,电源也采用微型DC/DC模块来进行隔离。
4、中央控制器(网关服务器)与CAN总线的接口设计
中央控制器选用:
选用带两路CAN控制器、支持CAN2.0B通信协议的数字信号处理(DSP)芯片作为节点控制核心。这样可以增加系统的控制速度,增强系统控制的灵活性以及提高系统的可靠性。这里选用MICROCHIP公司的dsPIC30F系列的16位定点DSP芯片:dsPIC30F6010,其最高处理能力可达30MIPS,工作温度范围可达(-40--+125)的汽车级别,具有16通道的10bit高速A/D转换器、5个16bit定时/计数器、8个通用的PMW控制器和8个专用的马达控制PWM控制器。此外该芯片还具有MCU+DSP双CPU内核以及多达68个I/O端口。
由于dsPIC30F6010内部具有双CAN引擎,所以可以很好地在高速CAN通道和低速CAN通道之间担当起网关的功能,同时其DSP的处理速度和丰富的外围接口资源,使得它足以应付汽车电控单元不断升级的需求。
5、结束语
该整车管理系统是针对国产轿车、越野车以及轻型货车而设计的。重点设计了基于CAN总线的整车管理系统的总体结构、车身控制系统、CAN总线的节点布置、节点与CAN总线的接口及中央控制器与CAN总线的接口电路。将该系统应用于汽车控制系,可明显减少汽车上的线束,更好地控制和协调汽车的各个系统,以减少对驾驶者本身素质的依赖性,使国产汽车跟上国际技术潮流,在未来市场角逐中具有更强的竞争力。