一种寻迹小车中分布式控制系统的设计与应用

系统通信

小车的各个电子控制单元之间通过LIN总线和CAN总线连接。

本系统中CAN收发器采用了TLE6250G，电机信息的传输需要高速的数据传输率（200Kb/s）以达到实时控制电机的要求。CAN的数据发送速率高达1Mb/s，可工作于只接收模式和空闲模式，具有优良的EMC特性和各种保护功能；而LIN总线因为数据传输率较低以及从确保高安全性能的角度来考虑并不合适。

使用CAN、LIN结合的网络结构可以兼顾CAN总线实时性强、可靠性高、通信速率快、互操作性好、灵活性高和LIN网络结构简单、成本低的特点，更好地搭建汽车的网络系统。

本系统采用了TLE6258系列LIN总线收发器，它作为介于协议控制器和物理总线之间的接口，特别适合在汽车和工业应用的LIN系统中用来驱动总线，且可用于标准的ISO9141系统。TLE6258提供空闲模式以减少电流损耗，通过在总线上发送唤醒帧，可把主机或从机从空闲模式唤醒，返回到正常的操作模式。图4是本系统的LIN总线硬件电路图。

图4 串行通信/LIN总线硬件电路

如图4所示，系统通过接插件K1在串行通信和LIN总线通信之间进行选择，TXD0（串行发送）和RXD0（串行接收）信号来自微控制器。当TXD0和RXD0同TLE6258接通时，系统与LIN总线连接，而与MAX232连接时，系统执行串行通信功能。图4中INH是禁止输入引脚，高电平有效，收发器引脚TxD接收来自微控制器引脚TXD0的数据，同时将数据发送至总线，在发送数据的同时进行自接收，并通过引脚RxD将自接收的数据反馈给微控制器。微控制器接收到反馈回来的数据后调用接收中断，接收中断不断发送和自接收数据，从而实现LIN总线的通信。本系统中数据通信主要是主模块向三个模块发送控制命令和三个子模块向主模块反馈状态数据。

软件设计

系统中各个ECU通过CAN总线发送接收命令，实现相互通信，从而实现数据的共享等。软件设计基于DAVE和KEIL软件编写，程序主要由CAN初始化、发送数据和接收数据三部分组成，如图5所示。

图5 主程序流程图

结论

本设计方案可实现分布式车身控制系统的基本功能，且结构简单、成本低。此外，这一设计思想同样也适用于真车的控制。汽车电子技术的不断进步，将促使CAN、LIN和正在发展的更高速、具有容错性的总线技术有机组合，构成安全、舒适，更满足人们需求的汽车网络。(end) 光电开关相关文章:光电开关原理