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隨著(zhù)汽車(chē)舒適性的增加，很多汽車(chē)都安裝了電動(dòng)后視鏡，司機按下按鈕就可以調整后視鏡的位置，非常方便，現在的后視鏡控制一般采用繼電器實(shí)現，隨著(zhù)汽車(chē)智能化程度的提高，當要求增加功能時(shí)，便要增加大量的連線(xiàn)或者傳感器處理電路，而且需要增加與車(chē)內其它控制單元的數據交換功能，由于安裝空間有限，開(kāi)發(fā)基于總線(xiàn)的高度集成的電動(dòng)后視鏡控制模塊便變得迫切需要。 飛思卡爾提供高級智能分布式控制（IDC）設備MM908E62X系列，由高性能的HC08單片機(MCU)核和SmartMOS模擬控制IC構成，支持局域互連網(wǎng)絡(luò )（LIN），用于汽車(chē)分布式控制單元的開(kāi)發(fā)，與具有類(lèi)似功能的分散解決方案相比，MM908E62x設備非常經(jīng)濟高效，它能減少應用中使用的設備的數量，從而還可以簡(jiǎn)化后勤的工序，提高可靠性。本設計采用MM908E625實(shí)現了基于LIN總線(xiàn)的后視鏡控制單元，它是一個(gè)高度集成的單封裝解決方案，只需要很少的外圍器件，便可以輕松實(shí)現對后視鏡的智能化控制。 1. 硬件設計: 后視鏡控制單元通過(guò)LIN總線(xiàn)接受主節點(diǎn)的控制指令，控制H橋從而控制后視鏡電機的正反轉，實(shí)現對后視鏡上下、前后兩個(gè)方向的位置調整和折疊功能。 1.1 芯片介紹 本設計中采用飛思卡爾的分布式控制單芯片MM908E625，該芯片特點(diǎn)如下： 1） ESD +/- 400V 2） 運行電壓：7.5V - 20V 3） 集成MC68HC908EY16，采用HC908內核 4） HC908微控制器帶有定時(shí)器、ESCI、ADC、片上振蕩器、16KB閃存、512B RAM、內部時(shí)鐘生成模塊、2個(gè)16位的雙信道定時(shí)器、10位ADC和13個(gè) MCU 輸入/輸出針腳 5） 集成LIN物理層收發(fā)器 6） SmartMOS工藝，集成四個(gè)半H橋和一個(gè)高端開(kāi)關(guān) 7） 智能監測功能，可以短路保護，過(guò)電壓保護和過(guò)溫自動(dòng)關(guān)斷保護 該芯片在一個(gè)SOIC54的封裝內集成了MCU和模擬控制IC，非常適合空間狹小的應用，在后視鏡控制的應用中很好得滿(mǎn)足了功能和裝配的要求。 1.2 硬件電路 硬件結構框圖如圖1所示： 圖1 硬件結構框圖 MM908E625內部集成了許多模塊，在后視鏡控制的應用中主要用到了HC908EY16內核，SPI模塊，ESCI模塊和ADC模塊。做為飛思卡爾的分布式控制單芯片解決方案，MM908E625替代了傳統的MCU+H橋驅動(dòng)芯片+LIN物理層收發(fā)芯片的方式，以單芯片的方式便實(shí)現了基于LIN的后視鏡控制的應用，極大地減少了PCB面積，減少了成本，其電路圖如圖2所示： 圖2 電路圖 1.3 工作原理 后視鏡的控制包括上下左右四個(gè)方向的位置調整，通過(guò)MM908E625內的H橋驅動(dòng)相應電機的正反轉實(shí)現，H橋通過(guò)MM908E625內的MCU（EY16）以SPI的方式設置H橋控制寄存器實(shí)現。為了有效監控電機的運行，利用H橋低端通道的電流反饋功能進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，通過(guò)模擬多路復用器選擇相應的H橋低端通道，然后采用MCU片上的ADC監測該電流，從而判斷后視鏡電機運行狀態(tài)是在啟動(dòng)、正常工作還是阻轉狀態(tài)。 該節點(diǎn)作為車(chē)門(mén)LIN網(wǎng)的一個(gè)從節點(diǎn)，要實(shí)現LIN通訊功能，MM908E625片內集成了LIN物理層收發(fā)器，通過(guò)MCU上的ESCI模塊實(shí)現LIN協(xié)議的數據鏈路層驅動(dòng)器，完成LIN總線(xiàn)通訊功能。 2.軟件設計 2.1 軟件流程 軟件流程圖如圖3所示。主要包括初始化程序和循環(huán)流程，初始化程序完成各個(gè)模塊的工作狀態(tài)的設置，循環(huán)流程中通過(guò)LIN總線(xiàn)接收指令，按照指令啟動(dòng)電機和停止電機，同時(shí)監測電機電流判斷是否堵轉。 首先對要使用到的每個(gè)模塊進(jìn)行初始化，包括SPI，ADC，ESCI和TBM模塊。MM908E625內的MCU通過(guò)SPI控制MM908E625內的模擬區域，所以根據模擬區域對SPI控制的時(shí)序要求初始化SPI模塊；ADC用于采樣H橋回饋電流，該反饋電流通過(guò)模擬多路復用器連接到MCU 上的ADC0，ADC的初始化程序選擇采樣通道為ADC0即可；ESCI模塊用于實(shí)現LIN的協(xié)議棧，其初始化包括設置其波特率、使能接收中斷；時(shí)基模塊用于電機啟動(dòng)后的計時(shí)配合ADC模塊實(shí)現對后視鏡電機堵轉的監控。 后視鏡電機的控制是通過(guò)LIN總線(xiàn)傳輸的指令實(shí)現的，當接收到總線(xiàn)上的新指令時(shí)，啟動(dòng)電機或停止電機的運行。 圖3 軟件流程圖 2.2 判斷后視鏡電機阻轉： 為了保護后視鏡電機，需要在后視鏡到達終點(diǎn)時(shí)及時(shí)地停止電機，這就需要用到MM908E625內部H橋提供的電流反饋功能，在電機運行穩定后監測電流，當其大于某一個(gè)閾值時(shí)便認為后視鏡到達終點(diǎn)發(fā)生了堵轉，這時(shí)停止電機。 在電機剛啟動(dòng)的一段時(shí)間內，電機的電流變化比較大，無(wú)法通過(guò)監測電流的變化判斷后視鏡是否已經(jīng)到達終點(diǎn)，所以要在啟動(dòng)的這段時(shí)間內避免監測其電流，采用MM908E625內的時(shí)基模塊計時(shí)，設為35ms中斷，屏蔽時(shí)間設置為210ms，這段時(shí)間后電機穩定運行，電流也達到穩定。 每個(gè)H橋的低端通道均帶有電流反饋，該反饋電流通過(guò)模擬多路復用器連接到MCU 上的ADC0通道，當電機穩定運行后，首先通過(guò)SPI設置模擬多路復用器寄存器，選擇使用中的H橋低端驅動(dòng)通道，這時(shí)對模擬多路復用器的輸出進(jìn)行AD采樣，判斷電機運行電流的大小，當電流值超過(guò)100mA時(shí)便認為發(fā)生了堵轉，這時(shí)通過(guò)SPI設置H橋寄存器，關(guān)斷H橋通道，停止電機運行。 結語(yǔ)： 本設計采用飛思卡爾提供的單芯片智能分布式控制芯片MM908E625實(shí)現了后視鏡的位置調整和折疊功能，實(shí)現了完整的保護和診斷功能，電路板高度集成，滿(mǎn)足了后視鏡控制單元安裝空間有限的要求和高度的機械安裝可靠性，實(shí)驗證明，該模塊運行良好，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 |
