基于LIN总线的汽车空调控制系统

计算机技术应用 《机电技术》2008年第2期 基于LIN总线的汽车空调控制系统 廖应生刘克 (福建省机械科学研究院，福建祸州350000) 摘要：介绍慕于LIN总线的汽车空调控制系统的总体构成以及软、硬件的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 。通过选用18F6390单片机作 为中央控制单元的微处理器，TJAl020为LIN接口芯片以及TLE4208芯片为模式风门和混和风门电机的 驱动器，达到工作可靠、实时性好的效果。 关键词：LIN汽车空调控制器实时性 ．中图分类号：TP393．13文献标识码：A文章编号：1672—480l(2008)02一07一03 1概述 随着汽车上电子控制单元的增多，线束也变 得越来越庞大，不仅增加了车身的重量，而且提高 了系统成本，同时降低了系统的可靠性和可维护 性。若采用总线技术米实现汽车上各电子控制单元 的通讯，能够简化布线、减小整车重量、降低成本、 降低能耗，易于实现信息资源的共享，提高汽车总 体运行的可靠性。在汽车上采用总线技术逐渐成为 汽车工业发展的一个趋势⋯。汽车空调控制系统作 为车身系统的一部分，由于其通讯速率要求不高， 可以通过LIN总线纳入车身控制系统，从LIN总线 接收和发送数据，实现对空调系统的控制。 2LIN总线技术 LIN总线是一种低成本的串行通信网络，由一 个主机节点和多个从机节点构成珏1，是基于通刚 UART／SCI硬件接口，传输速率最高可达20kbit／ s，是通过报文帧的形式进行LIN的数据传输。一 个完整的报文帧，是由1个主机节点发送的报文头 和1个主机节点或从机节点发送的响应信息组成 如图1所示。 撮支慵 蝴问空间 罔■簟 同护辅 臀毒丹毋 瓤■I 簋戤 覆鼍月 覆疆和蔫 图1 LIN通讯 报文头包括间隔场、同步场和标志符场。间 隔场由至少13个位时的持续显性电平(0)组成， 标志着一次数据通信过程报文帧的开始。同步场 包含时钟同步信息，其格式是Ox55，所有从机节 点在正确接收同步字节场后，准确计算出主机节 点将要发送数据的波特率，并以此波特率作为下 一步要发送或接收数据的波特率设定值，从而实 现从机节点与主机节点时钟的同步。标志符场是 定义了信息的内容和长度。报文响应是由主机节 7 点或从机：肖点根据标志符场的信息发出，由2个、 4个或8个字节长度的数据和1个字节的校验和构 成。校验和通过计算数据的全部字节而得到，用 于接收方验证数据的正确性。 3汽车空调控制系统 汽车空调装置极大的改善了汽车的舒适性， 已经成为现代汽车技术发展标志之一懵’。汽车空 调控制系统是通过采集控制面板上的按键信息， 实现对空调系统中模式风门电机、混和风门电机、 内／外循环风门电机运转角度以及空调系统中的 鼓风机风量大小的控制。空调控制系统向车身LIN 总线传送压缩机开关、后除霜开关、鼓风机开关 的请求信号，控制它们的开关，同时从车身LIN 总线接收压缩机开关状态信息，后除霜开关状态 信息，按键和液品显示屏背光灯亮度信息。系统 通过控制面板上的液品显示屏显示空调系统模式 风门、混和风门、内／外循环风门、风量大小、压 缩机、后除霜等工作状态，通过背光灯亮度调节 模块实现按键和液晶显示屏背光亮度调节。其系 统框图如图2所示： 匝吁爿， 中 LcD镀示屏17≥=央 l比譬霁键l≥ 控 l背光I厂_一 制 照 兀 r衡环l}【 风门 I’ LIN总线 u—r r—弋lI ．jL 图2汽车空调控制系统框图 4系统的硬件设计 4．1微处理器的选择 本系统选用型号为18F6390的PIC单片机作为 中央控制单元的微处理器。该款单片机具有增强型 通用同步／异步收发器，能够完成自动波特率的检测 和校准，同步间隔字符自动唤醒等功能，易于实现 《机电技术》2008年第2期 计算机技术应用 LIN总线的通讯。单片机集成了液品显示驱动模块， 最多能够驱动4公共端和32段的面板，从而减少系 统的外围电路。单片机还包含12路10位A／D转换 模块，2路捕捉／比较／PwM模块，看门狗定时器等等， 资源丰富，能够实现系统的功能要求⋯。 4．2LIN接口设计 为了实现与车身LIN总线系统的高速通信，并 且具备很好的电磁兼容性，LIN接口的设计采用了 波特率高达20Kbits／s的芯片TJAl020，接口电 路如图3所示。TJAl020的RXD脚连接到微处理器的 串行数据接收脚，TXD脚连接到微处理器的串行数 据发送脚，NSLP接到微处理器的普通I／O口。当 TJAl020接收到TXD输入的数据后，转换成LIN总线 信号传到LIN总线上，总线接收到信号后又转换为 TTL信号通过RXD管脚传给微处理器。 图3 LIN接口电路 4．3其他主要电路设计 模式风门和混和风门电机是一种]：作电压为 12V，额定功率为2．5w的直流电机。为了实现它 们的正、反转控制，本系统采用了TLE420816’芯片 米驱动。TLE4208是一种!卜桥驱动芯片，驱动电流 能够到达0．’8A，具有过载、过温等保护，是一种 专用乍载电机驱动芯片。内／外循环风门是也一种 1作电压为12V的小功率直流电机，由于该电机 始终在一个方向上运转，因此采用了BSP75A"1芯 片实现驱动。该芯片驱动电流可以达到0．7A，具 有过载、过温等保护。 为了实现鼓风机的凋速，系统采用了一个大 功率的场效应管，通过改变输入的电压值得到不 同的风速。按键背光和液晶显示器背光亮度的凋 ：竹也是通过输入不同的电压值得剑。由于该微处 理器本身不带D／A转换接口，因此实现电压的连 续调节就采用了微处理器自带的P1】I『M模块输出 P1jyM信号，该信号再通过运算放大电路等，得到所 需的连续可调的电压。 5系统的软件设计 系统的软件主要包括实现控制器与LIN总线的 通讯的中断程序以及控制器对空凋各部分系统的控 制的主程序。为了确保通讯的实时性，系统采川了 高优先级中断米接收LIN总线上的信号。为了保证系 统的实时陛，在中断处理时除了进行一些简单的判 断和数据接收外，其他部分都在主程序中处理。 由于LIN总线上主机节点发送的数据长度为 两个字：竹，因此，空调控制系统实现与LIN总线的 通信，采刚了判别中断次数的方法，其流程框图 如图4所示。一旦总线上山现有效的显性电平，控 制器立即转入高优先级中断处理函数，首先判断 是否为主机节点发送的间隔场，如果是间隔场则 接收同步场和标志符场，若不是同步场则退出等 待下一次中断。在接收到正确的标忐符后，若标 志符要求系统发送信息，系统则发送数据场及校 验和场，发送完成后又开始等待接收下一I帧数据。 若标志符不是要求本机进行数据发送，则接收随 后的数据场及校验和场，在土程序中再根据标志 符判断所接收的数据是否对本机有效，有效的就 进行相应的处理，无效就丢弃，处理完成后义开 始等待接收下一帧数据。 图4与LIN总线通讯流程框图 8 计算机技术心用 《机l乜技术》2008年第2期 图5主程序流程框图 系统的主程序流程如图5所示。系统在主程序 参考文献： 中首先扫描按键，其次夯看是否需要传送数据到 LIN总线以及处理LIN总线传米的数据，接着处理 LCD、按键背光以及LCD图标的显示，然后检测模 式风|’J、混和风门和内／外循环风门是否到达相应 位置，未到位置的话则驱动电机运转，否则不处 理，最后检测鼓风机风茧，通过调：17PwM的di空比 实现鼓风机的风量控制。系统采Hj了中断实现与 LIN总线的通信，通过循环扫描的方式对各系统进 行控制，具有实时性好、工作可靠的特点。 6结束语 综上所述，本文介纠了一种基于LIN总线的汽 车空调控制系统的软、硬件设计。随着汽下电子 技术的进一步发展，采川总线技术实现车载动力 系统、乍身系统、空调系统、辅助驾驶系统等的 统一管理将成为今后汽车行业的发展方向。而LIN 总线由于其较低的成本，在实时性要求较低的系 统中将会得到，‘泛的应用。 [1]胡思德．汽车车载(VAN／CAN／LIN)技术详解[M]．北京：机械工业小版社，2006． [2]TJAl020LINTRANSCEIVERPHILIPSemiconductordatasheet． [3]林钢．汽车空调[M]．北京：机械工业fJ：版社．2007． [4]PICl8F6390／6490／8390／8490datasheet． [5]LINSpecificationPackage2．Oonline．LINConsortium．2003． [6]TLE4208datasheet． [7]BSP75Adatasheet． 作者简介：廖应生，(1979年～)，男，助理 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师，主要研究方向：机I乜一体化。 ●●●■●■●●●■●●●●■■●●●●■●●●●●●■-----■■■●●●■■■■■■■●●●■●■●●●■●■■●●●●●●●●■●■●■■■●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● (上接第3页) NxNastran软件对发生瓦斯煤尘爆炸和透水事故根据仿真 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 得出，选用材料为16Mn、壁厚为llmm 情况下生命球系统的受力情况进行了动态仿真模 的生命球不仅能够完全满足瓦斯煤尘爆炸和透水 拟，充分分析了球表面的等效应力、等效塑性应 事故时的强度要求，大人降低了制造成本，还能 变和变形位移，验证了生命球系统的可行性。井 使生命球系统的整体性能达到最优。 参考文献： [1]杨源林．瓦斯煤尘爆炸的超压计算与顶防[J]．煤炭fT程师，1996(2)． [2]罗春喜．关于煤矿水害事故原l★1分析及防治问题的探讨[J]．{!Il炭技术。2006(11)． [3]姚斌，陈眷榕，毛芳萍，石林，毛飞．矿难救险生命球系统的研发[J]．煤炭科学技术，2006(11)． [4]周心全，吴兵，徐景德．煤矿井下瓦斯爆炸的基奉特性[J]．中国煤炭，2006(9)． [5]张国枢．通风安全学．徐州：中国矿业人学：I；版社[M]，2000． [6]王怀志，王承源，李炳胜，李功洲．600m深钻JI：泥浆安伞护壁条件[J]．全国矿山建设学术会议论文选集，2004． 作者简介：邓谷鸣，(1950年～)，男，工程师，研究方向：机械1F标件的开发。 9 基于LIN总线的汽车空调控制系统 作者： 廖应生， 刘克 作者单位： 福建省机械科学研究院,福建,福州,350000 刊名： 机电技术 英文刊名： MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2008，31(2) 被引用次数： 0次 参考文献(7条) 1.胡思德 汽车车载(VAN/CAN/LIN)技术详解 2006 2.TJA1020 LIN TRANSCEIVER PHILIP Semiconductor data sheet 3.林钢 汽车空调 2007 4.PIC18F6390/6490/8390/8490 data sheet 5.LIN Specification Package 2.0 online 2003 6.TLE4208 data sheet 7.BSP75A data sheet 相似文献(10条) 1.期刊论文 林泽安.班琦.单磊.李芳.Lin Zean.Ban Qi.Shan Lei.Li Fang 声强测量法在汽车空调噪声测量中的应 用 -制冷与空调2006,6(3) 分析声强测量法的原理与优点,介绍声强测量法在汽车空调噪声声功率级测试中的应用.通过比较声强法与普通方法的测量结果,证明声强测量法在空 调噪声测试中具有足够高的精度,有很高的实用价值. 2.期刊论文 李代林.张华.LI Dai-lin.ZHANG Hua 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总结了汽车空调HFC-134a替代、在用离心式冷水机组CFC替代、HCFC-22的替代和中高温热泵工质开发四个领域内的研究工作及研究成果. 8.期刊论文 梁王月.史琳.LIANG Yue.SHI Lin 汽车空调用压缩机性能模拟 -清华大学学报1999,39(11) 深入探讨了汽车空调用压缩机在变转速情况下进行性能模拟的问题.针对目前纯理论模拟方法的复杂性及不实用性和纯实验曲线模拟方法的局限性 ,建立了理论分析与试验曲线相结合的理论分析-实验曲线模拟方法,开发了汽车空调用压缩机性能模拟软件,用户可在最简单的情况下,对不同型号的压缩 机进行性能模拟,且误差在5%以内,具有较高精度. 9.学位论文 翟祥林 LIN总线在车身电子控制网络中的应用 2005 本文首先介绍了现代汽车电子技术和汽车网络技术的发展，汽车网络的分类，并着重介绍了LIN、CAN、MOST、1394等现有主流的网络技术。第二章 详细介绍了LIN网络技术，包括LIN总线的发展历程、LIN网络的通信机制、LIN总线消息帧的组成、LIN总线 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 的错误管理方式、LIN总线的睡眠模式 ，并介绍了LIN网络节点的软件、硬件设计方法，以及LIN网络的应用范围。第三章提出了小轿车中的空调控制系统基于LIN总线的解决方案。第四章介绍 了基于LIN总线的车门控制系统解决方案，并详细阐述了LIN网络主节点、从节点的软硬件设计方法。 作者设计了基于LIN总线的车门控制演示系统，整个网络主、从节点的软硬件都是自行设计的。该系统的优点是：网络层次简单，互操作性强，操作简单 等。演示系统中模拟控制信号输出的指示灯部分更换成电机的驱动电路，即可应用到实际的车门控制系统当中去。 10.期刊论文 王荣汉.蔡亮.蔡华林.刘□.WANG Rong-han.CAI Liang.CAI Hua-lin.LIU Chong 扁管分配布置方式对 平流式冷凝器换热性能影响 -建筑热能通风空调2010,29(2) 研究扁管总数和总流程数一定,扁管分配比例已知的条件下,不同流程间扁管分配布置方式对平流式冷凝器换热性能的影响.采用稳态分布参数法,建 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