车窗防夹系统方案 - 图文(7)

2019-01-12 13:53

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和发送的位的值不同时,则在这个位定时检测到一个位错误。

(2)校验和错误:所有数据字节的和的补码与校验和字节之加的和不足“0xFF”

时,则检测到一个校验和错误。

(3)标识符奇偶错误:标识符的奇偶错误(即错误的标识符)不会被标出。通常

LIN从机应用不能区分一个未知但有效的标识符和一个错误的标识符。然而,所有的从机节点都能区分ID场中8位都己知的标识符和一个已知但错误的标识符。

(4)从机不响应错误:如果任何从机任务在发送同步间隔场和标识符场时在最

大长度时间中没有完成报文帧的发送,则产生一个不响应错误。

(5)同步场不一致错误:当从机检测到同步场的边沿在给出的容差外,则检测

到一个同步场不一致错误。

(6)没有总线活动:如果在接收到最后一个有效信息后,在总线空闲时间内没

有检测到有效的同步间隔场或字节场,则检测到一个没有总线活动条件。

4.4 本章小结

在本章中分析了2006年LIN协会通过的LIN总线协议规范 (v2.1),介绍了LIN协议中的一些基本概念,报文通信的工作过程,报文帧的结构特点,报文的通讯机制和LIN协议规范中的错误类型。

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第5章 车窗系统的软件设计

5.1 报文内容定义

在本次LIN通信中,设置的传输速率为9600bits,数据场为8个字节,虽然实际工作中,并不需要这么多的字节,这里是为了以后提供功能扩展才将数据场字节设置为最大的8个字节。在本次通信中只用到了两个字节的定义。一个字节用于车窗控制定义,一个字节用于状态诊断检测。其具体字节定义如下:

Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 —— —— —— —— 0:车窗不动作 0:电机正转 0:自动升降 0:上升 —— —— —— —— 1:车窗动作

其中只有当Bit3=1时,后面的Bit2 、Bit1、Bit0位才有意义,否则Bit2 、Bit1、Bit0位的功能定义无效。

在本次设计中,车窗诊断报文数据字节只笼统的定义了两个位状态:车窗工作

1:电机反转 1:手动升降 1:下降 状态是否正常以及数据是否正确传输,在实际设计中,包含的诊断内容远远不止这些,包括车窗电机的工作情况,车窗电机驱动电路的情况,报文头传输的情况等等。由于其中涉及到内容较多,本次设计不作介绍。

Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 —— —— —— —— —— —— 0数据传输正确 0:车窗工作正常 —— —— —— —— —— —— 1数据传输错误 1:车窗工作不正常

在LIN通信中最重要的标识符场(ID场)的定义有严格的规定,按照上面对标识符场的介绍对四个车窗的ID进行了如下定义:

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ID0 ID1 ID2 ID3 ID4 ID5 P0 P1 结果 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 8E 0 1 4D 0 0 2C 0 1 1D 主节点 从节点1 0 从节点2 0 从节点3 0 由上得各节点的ID如下驾驶室车窗主节点ID=0x8E;副驾驶室从节点ID=0x4D; 左后窗从节点ID=0x2C;右后窗从节点ID=0x1D。

5.2 LIN节点软件设计

车窗系统工作性能的好坏取决于程序结构的合理性,一个好的程序结构有助于

提高程序的运行速度和功能的正常实现。本次车窗系统的软件设计包括两个部分:车窗LIN主机节点和车窗LIN从机节点。参照车窗控制LDF文件,本文详细说明了LIN总线主节点和从节点的软件编写。

主程序入口 接收从节点状态数据 主节点初始化 分析从节点状态 是否需要数据传输 是否发现从节点故障 发送报文头 故障提示 是否为发送标识符 发送从机任务控制命令数据

图5—1 LIN主机节点软件流程图

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车窗LIN主机节点的软件流程图如图3-1所示。首先,主节点完成微控制器的

寄存器初始化和变量初始化,然后进入自身任务循环中。在车窗控制方案中,如果主节点ECU检测到主电动车窗开关状态后,就向总线发送消息。此时主节点启动LIN报文帧的发送,先发送主机任务(即报文头),然后延时帧内响应间隔规定的时间后,再启动从机任务(即响应)发送。相应标识符的从节点接收到从机任务内容后,执行预先定义的操作,如打开、关闭车窗等。主节点采取边发送边接收的方式,如果接收到的位与发送的位不一致,则会取消这一次发送,重新启动新的发送过程。如果从节点接收报文后,产生了位错误、校验和错误、标识符奇偶校验错误,从节点就认为没有收到任务帧。当主节点启动总线诊断主机任务后,从节点的从机任务以诊断信息告知主节点己经发生错误。

LIN主机节点软件流程图考虑了车窗整体执行动作的一致性与总线信号传输之

间的关系。任何一个车窗当输入信号发生变化时,先将此信号通过LIN总线传输到其他节点上,再同步执行该输入信号所要求的动作。LIN从机节点则需要将本地节点的诊断信息实时地发送给车窗LIN主机节点。这样,LIN主节点就可以实时地接收LIN从机节点发送的数据。

LIN协议采用了标准的串行通信接口,软件的实现要严格遵守协议的规定。通

常LIN实现采用LIN规范规定的 API(Applieation Program Interfaee)应用程序接口, LIN _API是LIN网络和应用程序之间的接口。 LIN_API是一个网络软件层,它在用户为任意的ECU建立应用程序时,隐藏了LIN网络配置的详细情况(例如:信号如何映射到相应的帧),所以它提供了一个API给用户,这个API着重于LIN网络的信号传输。

车窗LIN从机节点软件流程图如图3—2所示。从主机节点的软件流程图可以得

知,当信号发生变化时,主机节点进行相关LIN报文的发送,LIN从机节点需要实时地进行相关信息报文的发送。这样,对于LIN从机节点的驱动函数的实现与主机节点基本相同,我们需要在等待接收LIN主机节点发送报文的时间内处理本地节点的驱动函数以及本地LIN报文的发送等工作。

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主程序入口 从节点初始化 分析主节点诊断信息 是否收到主节点控制报文头信息 向总线发送从节点诊断结果 分析报文头信息内容 执行相应的从机任务命令动作

图5—2 LIN从机节点软件流程图

5.3 车窗电动机启动控制算法

启动是指直流电动机由静止达到稳定转速的过程。若直接启动给电动机加上U

额,则启动电流Ia?(U?0)/Ra?U/Ra很大,会带来强烈的火花现象,电流

正比于转矩,过大的转矩带来很大的冲击,电压波动影响供电的稳定性。在本系统设计的时候,电机启动采取PWM的方式进行。采用2kHz的频率,分为1O段,占空比从0 逐步上升到100 。每段1O个脉冲共5ms时间,lO段启动时间一共50 ms。在实验中证实,采取这种启动方式,启动比较平稳,启动快速性较好。在车窗启动的这段时间里,电机的电流变化比较大,无法通过监测电流的变化来实觋防夹功能,同时这段时间很短,因此在启动的这段时间内应避免实现防夹功能。

而在停止的时候,不是监测到电机堵转才停止,而是监测到电机的电流超过了

其正常工作电流的一定幅度就停止电机,在本系统实验中,这个界限电流定义为l1

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