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A。上升过程电机的电流变化见图5—3，电机的电流呈现逐步增大的趋势，连续变化，当达到超过的11A时就迅速停止电机的工作。
图5—3 车窗上升过程中的电流变化情况
5.4 车窗系统防夹功能的实现
随着汽车的普及，汽车的安全性越来越受到人们的重视。在车窗系统中，汽车
电动窗具备防夹功能己是一种趋势。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。目前国内关于车窗的防夹功能研究己经十分成熟。本文的车窗防夹控制模块的设计采用了飞思卡尔公司的智能功率驱动器件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。车窗防夹控制模块主要部分是车窗电机，一般都采用内置减速器的可逆性永磁直流电机，电机内有磁场线圈，通过控制加在线圈上的电压的方向就可以控制电机的正转和反转，达到实现车窗玻璃的上升和下降的目的。本文采用了智能功率驱动器件MC33486控制车窗电机，通过控制加在直流电机上的电压方向来控制电机的转动方向。升降器电机通过的电流的变化完全反映玻璃上升或下降过程中遇到的阻力变换情况，通过采样电机升降过程中通过的电流，监测电流就可以监测玻璃升降过程中阻力的变化情况从而执行相应的操作。智能功率驱动器件可以实现对电机的过流、过压及过热保护，而通过监测电流自动识别玻璃上升途中遇到障碍的状况，从而实现防止功能。
车窗控制模块防夹功能的实现主要在于防夹算法的实现，防夹算法主要充成以
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下两个功能:必须能够判断是否遇到障碍物;遇到障碍后必须能够判断玻璃是在上升还是己经上升到顶部。首先，车窗上升过程中遇到阻力和车窗上升到最顶端遇到阻力两种情况下电机电流增大的快慢是不一样的，车窗上升过程中遇到阻力情况下要比车窗上升到最顶端情况下电流变化要快。因此可通过求得电流变化的斜率来区分两种情况。当f≥f阻力时，车窗上升过程中遇到阻力;当0 此外，车窗的运行时间是不一样的。当T>T顶端时，车窗上升到最顶端:当T≤T 顶端时，车窗上升过程中遇到阻力。但是同一车型的不同车窗安装的不能完全相同， 因此T顶端会有细微的差别，可以通过大量的实验测出一个初始的T顶端，把每次车 窗上升到最顶端的时间记录下来，存储到EEPROM中，这些数据作为调整T顶端的依据，这样参数T顶端具有了自适应性。 这样通过两组判据来判断区分两种情况。当f≥f阻力&&T≤T顶端时，车窗上升过程中遇到阻力;当0 阻力 &&T>T 顶端 时，车窗上升到最顶端。采用以上两组判据增加了 判断的准确性，降低了误判率。采用这两种判据，在实车实验中良好地实现了电动车窗的防夹功能，在上升过程中遇到阻力车窗则反向下降到底。 MC9S08DZ60单片机和智能功率驱动器MC33486结合起来，通过监测车窗电 机的电流来监测车窗遇到的障碍情况，不需要添加任何传感器，很容易就可以实现电动车窗的防夹功能。车窗防夹功能对汽车的安全设计而言是十分必须的。 5.5 数据采集 由于选用的单片机MC9S08DZ60内部集成AD转换模块，外部电路上可以得到很 大的简化，便于功能的实现。其中ADC 模块的特性包括： ? 具有12 位分辨率的线性逐次逼近算法； ? 高达28 个模拟输入； ? 12、10 或8 位右对齐输出格式； ? 单次转换或连续转换（单转换后自动返回空闲状态）； ? 采样时间和转换速度/ 功率可配置； 37 西华大学毕业设计说明书 ? 转换完成标志和中断； ? 最多可选择4 个输入时钟源； ? 在等待或STOP3 模式下实现了低噪音运行； ? 异步时钟源实现了低噪音运行； ? 可选的异步硬件转换触发； ? 与小于、大于或等于可编程值自动比较的中断； 在功能实现上，只需要对ADC模块的相关寄存器进行设置即可实现AD转换功能，相关寄存器设置如下： void Init_ADC(void) { } 其中ADCCFG是配置寄存器，用来选择运行模式、时钟源、时钟分频、低功率ADCCFG=0x90; //低功耗模式，8位精度，ADCK=总线频率 ADCSC2=0x00; //0x00:软件触发，比较功能禁止 APCTL2=0x30; //通道引脚使能：0x01:AD0;0x02:AD1依此类推 Ch_s=0; //选择0通道 ADCSC1=0x4c; //0x4c:中断使能，单次转换，选择AD12并启动了转换. 或长采样时间配置。在本次设计中，采用了低功耗模式，8位精度，时钟源采取总线时钟，时钟分频系数为1，ADCSC2是状态和控制寄存器用来控制ADC模块的比较功能、转换触发和转换状态。APCTL2是管脚控制寄存器用来控制ADC 模块的通道8-15，本次选用了ADC12通道作为AD转换数据采集口。ADCSC1是状态和控制寄存器，在本次设计中对中断使能，单次转换，选择AD12并启动了转换进行了设置。 5.6 数据处理 在数据采集过程中存在着各种各样的随机干扰，使得采集到的数据存在误差。一般可以通过数字滤波即通过一定的计算程序，对采集的数据进行某种处理，从而消除或减弱干扰噪声的影响，提高测量的可靠性和精度。对采集的数据进行去极值 38 西华大学毕业设计说明书 平均滤波法可以去掉因明显干扰或粗大误差的采样值，使其不参加平均值计算，从而使平均滤波的输出值更接近真实值。算法原理如下:连续采样N次，求其累加和，同时找出其中的最大值与最小值，再从累加和中减去最大值和最小值，按N—2个采样值求平均，即取得有效采样值，本次设计中N的值取10。 5.7 本章小结 本章中首先介绍了本次设计中LIN通信需要使用的报文的具体定义，包括报文头帧和响应的定义，然后给出了系统中LIN主机节点和从机节点的软件设计流程图，并设计了车窗防夹算法以及车窗电机采用多段PWM启动控制算法。其次介绍了车窗开关采用A/D转换实现档位变化的程序控制过程。最后在对电流信号进行采集时采用去极值平均滤波法可以有效的提高采集的准确性。至此，完全实现了整个车窗控制系统的软件设计。 39 西华大学毕业设计说明书 第6章 总结展望 6.1 全文总结 本文研究的主要内容是汽车电子领域中的基于LIN总线技术的车窗控制系统的应用。首先我们给出了国内外汽车电子领域和现场总线技术的发展状况，特别介绍了LIN总线应用在汽车电子控制模块中的优点，特别指出了今后车窗系统的发展趋势和方向，当前车窗系统正沿着模块化、智能化、人性化的方向发展，总线网络技术是汽车电子技术今后的主要研究方向。其后我们详细地研究了LIN总线协议，特别介绍了 LINv2.1的增强性功能特点，这对于如何更好的应用LIN总线是必需的，重点介绍了LIN总线的报文的组成格式及其传输机制，LIN总线的最大特点是单主多从的网络结构，不存在总线报文竞争和冲突。按照IS0/0SI标准，LIN网络包括物理层、数据链路层和传输层的协议规范。对于用户来说，LIN总线协议主要体现在用来处理报文的数据链路层上的规范上。对此，我们专门给出了LIN的应用程序接口API的实现，通过LIN_API我们能够详细具体的实现LIN协议规定的报文传输机制。 在上述基础上，我们采用了飞思卡尔公司的高性能8位单片机MC9S08DZ60。作为LIN主、从机节点微控制器，利用UART等通信方式实现LIN总线通信和功率驱动芯片的功能，详细的给出了主从节点的原理图的设计方法。本次采用飞思卡尔专用开发工具Codewarrior编程软件，软件程序采用C语言编写，在此基础上，提出了车窗防夹算法以及基于车窗“软”启动车窗控制算法。最后在MC9S08DZ60开发板上对整个车窗控制系统进行了功能性测试，达到了预期的要求。 6.2 研究展望 车窗系统是汽车车身重要的组成部分，它能使人们更好地驾驶和保护汽车。如今车窗模块己成为汽车标准功能之一。即使在成本至上的新兴市场，它也是影响购车者决定的最重要因素之一。多数购车者都将车窗视为必备的舒适功能，因此汽车 40