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j目录
摘要 .................................................................................................................................... 3 Abstract .............................................................................................................................. 3 绪论 .................................................................................................................................... 5
1、课题研究目的及意义............................................................................................ 5
2、课题相关技术的现状和前景................................................................................ 6 3、课题完成的任务.................................................................................................... 8 第2章 电动车窗整体结构设计 .................................................................................... 10
2.1、电动车窗工作原理........................................................................................... 10 2.2、电动车窗开关工作原理................................................................................... 12 2.3、电动车窗开关选型........................................................................................... 12 2.4、车窗电动机....................................................................................................... 15 第3章 车窗系统硬件电路设计 .................................................................................... 16
3.1、车窗系统的总体框架设计............................................................................... 16 3.2、车窗控制系统的硬件结构............................................................................... 19
3.2.1、LIN节点设计 ......................................................................................... 19 3.2.2、电源模块设计......................................................................................... 21 3.2.3、电机驱动模块设计................................................................................. 22 3.3、系统硬件抗干扰设计....................................................................................... 23 3.4、本章小结........................................................................................................... 24 第4章 LIN总线协议的研究 ........................................................................................ 25
4.1、LIN总线特点 ................................................................................................... 25 4.2、LIN协议的研究 ............................................................................................... 26 4.3、报文帧结构....................................................................................................... 27 4.4、本章小结........................................................................................................... 31 第5章 车窗系统的软件设计 ........................................................................................ 32
5.1、报文内容定义................................................................................................... 32 5.2、LIN节点软件设计 ........................................................................................... 33 5.3、车窗电动机启动控制算法............................................................................... 35 5.4、车窗系统防夹功能的实现............................................................................... 36 5.5、数据采集........................................................................................................... 37 5.6、数据处理........................................................................................................... 38 5.7、本章小结........................................................................................................... 39 第6章 总结展望 ............................................................................................................ 40
6.1、全文总结........................................................................................................... 40 6.2、研究展望........................................................................................................... 40
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谢 辞 ................................................................................................................................ 42 参考文献 .......................................................................................................................... 43 附 录 ................................................................................................................................ 45
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摘要
随着汽车电子技术的飞速发展，人们对汽车的安全性和舒适性的要求也在不断提高。车窗系统是汽车车身重要的组成部分，多数购车者都将电动车窗视为必备的舒适功能，它能使人们更好地驾驶和保护汽车，因此汽车厂商都将其作为一种基本功能。当前车窗系统正沿着模块化、智能化、人性化的方向发展。本文提出了基于LIN总线技术的车窗LIN网络控制系统。 主要工作内容如下： （1）首先研究了LIN v2.1总线协议规范，使用LIN总线构成车窗控制系统，然后给出了基于LIN总线网络的汽车车窗控制系统的硬件设计方案。对车窗智能控制系统的功能进行了需求分析，根据系统功能需求分析选择了相关的功能芯片，完成了相关的硬件电路设计，包括电源电路、MCU电路、电机驱动电路、A/D采样电路等。 （2）给出了基于LIN总线网络的汽车车窗控制系统的软件设计。采用了模块化和层次化的设计思想，设计了车窗智能控制系统的整体程序流程图。使用了飞思卡尔公司的智能功率芯片MC33486，通过监测车窗运行中永磁直流电机的电流变化来实现防夹功能。采用车窗升降过程中遇到阻力的电流变化快慢程度不一样和事先预存在EEPROM中车窗上升到顶端的最大时间这两组数据来判断是否遇到阻力，增加了判断的准确性。实现了基于LIN总线的车窗控制系统的软件设计。 （3）最后通过MC9S08DZ60的开发板对车窗LIN网络系统进行了仿真，验证了LIN通信方案的合理性和达到的效果。
关键词： LIN总线，车窗智能控制，防夹功能
Abstract
With the rapid development of automobile electronic technology, Automotive’s safety and comfort requirements are becoming constantly improving for people. Windows system is an important part of automotive systems, most terms will be deemed The comfortable Electric Window system is necessary, It can make people better driving and protect motor cars, so that the carmakers think it as a basic function. The car window system become modular, intelligent and humanized with the direction of development now. This paper proposes a technology of LIN bus with the automotive windows system.
Main job content as follows:
(1)First of all,researehing the LIN v2.l bus protoeol and using LIN bus to constitute the window control system.Then the hardware design of the automobile window control system based on a LIN bus network was given.The requirednlents of the window intelligent control system function was analysed.According to the requiredments of system function the design of relevant hardware circuits was comPleted,including the Power supply circuit,MCU circuit,motor drive circuits,the A/D sampling circuit, etc.
(2) Based on the LIN bus network, presents the car window control system software design. Using modular and hierarchical design ideas and design a window of intelligent control system overall
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program flowchart. Use the freescale company MC33486 chip, intelligent power by monitoring the Windows operating in the current change permanent magnet dc motor to prevent clip function. Using Windows encountered in the process of lifting the current speed of the resistance of different beforehand existence and gets up the Windows EEPROM reach maximum time these two sets of data to determine whether meet resistance, increase the accuracy of judgment. Using the software watch-dog technique as software anti-interference measures based on LIN bus, the window of the control system of the software design.
(3) Finally,through the window of the development MC9S08DZ60 wants LIN network system simulation verified the rationality and LIN communication solutions to effect.
Keywords: LIN bus, Windows, prevent clamping intelligent control function
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绪论
1 课题研究目的及意义
近年来随着我国汽车行业的迅速发展，汽车电子市场迅速扩大，整个市场以超过40%的比例快速增长，其中车身电子产品占到整个汽车电子产品的35%~40%。在目前，车身电子的热点应用排名前三的是车载空调、车窗控制和车灯控制。在车身电子中，对半导体需求量排列前三位的应用领域分别是:车载空调，约占44%;车窗控制，约占22%车灯控制，约占10%，第四位是电动车门控制。根据汽车电子专业调研公司的数据，去年中国汽车市场车身电子的半导体器件需求量约为19亿美元，而中国本地设计的比例大约为10%~15%之间，预计未来几年这一比例将会迅速增长。如上所述，车窗控制产品己成为车身电子产品重要的组成部分。
随着汽车的普及，人们对汽车的安全性方面也越来越重视。在车窗控制系统中，汽车电动车窗具备防夹功能成为系统的必需要求。这样当车窗上升遇到障碍物(如手、头等)时可以自动后退到底，从而可以避免事故的发生，车窗防夹功能对汽车的安全性能而言是一种十分人性化的设计。
与此同时，在我国国外企业垄断了技术含量高、利润丰厚的发动机电子、底盘电子和车身电子等产品的汽车电子市场，国内企业仍局限在低端产品，如车载音响等。国内的汽车公司大多没有建立自己的总线网络技术标准，更多的还主要是开发支持CAN/LIN车载设备，配合某种车型的CAN/LIN网络使自己的产品支持这种总线通信协议。目前我们的研发工作还处在向国外学习的阶段，但很多与汽车电子技术相关的国外文献都是讲其优势，不讲其缺陷。结果使得我国许多从事汽车电子技术的研发人员在研发过程中，不能进行取长补短，使研发陷入困境。突破技术封锁也是我们面临的巨大挑战。本课题旨在提出一种基于LIN线技术的汽车车窗智能控制系统中，使得该系统具有低成本、低功耗、易于维护和很好的稳定性等优点。首先对LIN总线协议进行了研究，制定相应的LIN总线协议规范，然后完成了车窗控制系统的软硬件功能实现，包括汽车车窗防夹系统和温控车窗舒适系统的实现，改
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