基于CAN總線和PIC單片機的汽車開關(guān)電器盒設(shè)計
圖2 所示是TJA1050 的接口應(yīng)用電路。電路中的一個120 俚牡繾鑂9,對于匹配總線阻抗起著相當(dāng)重要的作用,否則,數(shù)據(jù)通信的抗干擾性和可靠性將大大降低,甚至無法通信。
2.3 信號采集及輸出控制電路設(shè)計
汽車的各種電氣工作狀態(tài)檢測是開關(guān)電器盒的重要工作職能之一,主要是由保險絲狀態(tài)采集電路。電源電壓和溫度采集電路。啟動電動機電流檢測電路組成。
汽車保險絲的工作狀態(tài)檢測。為了可靠。準(zhǔn)確地檢測各保險絲的通斷情況,本系統(tǒng)采用了光耦隔離的方式檢測保險絲的通斷。該電器盒共有充電保險絲。暖風(fēng)1~2 保險絲。開關(guān)電源保險絲。?;痣娫幢kU絲。ON 檔1~10 號保險絲。?;?~8 號保險絲等共24 路保險絲。保險絲檢測采用了光耦隔離的檢測方式,避免車上其他用電設(shè)備對電器盒系統(tǒng)的干擾。
開關(guān)電器盒需對電源電壓進行實時監(jiān)測。通過電壓監(jiān)測來實現(xiàn)高壓。低壓和發(fā)電機充電異常等三種異常報警:電壓過高報警是當(dāng)電壓超過32 V 時,通過CAN 總線向儀表發(fā)出系統(tǒng)電壓過高報警;低電壓報警則是在車輛未啟動時,當(dāng)系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值23。5 V 時,要發(fā)出低電壓報警,同時超過4 min切斷電源總開關(guān);發(fā)電機充電異常報警是指車輛啟動后,如充電正常,則當(dāng)前電源電壓應(yīng)大于26 V,如充電異常( 電源電壓超過32 V 或低于26 V),則通過CAN 總線向儀表發(fā)出報警。
由于電壓報警僅需檢測3 個電壓值,為降低系統(tǒng)成本,本設(shè)計采用電阻分壓的方式來進行檢測。
本開關(guān)電器盒需檢測電器盒內(nèi)的溫度,并通過CAN 總線將溫度數(shù)據(jù)發(fā)給儀表。系統(tǒng)采用的是3899 200K 的NTC( 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻) 來檢測溫度,通過與一標(biāo)準(zhǔn)電阻分壓后采樣AD 值,最后根據(jù)阻值- 溫度表格查得實際測量溫度值。
另外就是啟動電動機電流檢測。汽車啟動系統(tǒng)將蓄電池電能轉(zhuǎn)化為機械能,由啟動機帶動發(fā)動機旋轉(zhuǎn)并啟動發(fā)動機。汽車在啟動時,啟動電動機的工作電流非常大,一般可達(dá)300~600 A。為防止啟動電機的過電流對汽車電瓶及其他電路造成損壞,對啟動電動機加入了電流檢測電路。系統(tǒng)中選用了BYD BLY2-IOV2M電流傳感器,在開關(guān)電器盒中采用金屬銅片穿過電流傳感器腔體。該傳感器采用霍爾效應(yīng)的測量原理,完全隔離式的測量方法,具有低功耗。寬測量范圍等特點。
3 汽車開關(guān)電器盒的軟件設(shè)計與實現(xiàn)
本開關(guān)盒電器軟件主要由兩大部分組成,包括用戶功能定義設(shè)計和CAN 驅(qū)動程序設(shè)計,其程序整體架構(gòu)圖如圖3 所示。
圖3 中的用戶功能定義程序主要包括過壓監(jiān)測。欠壓監(jiān)測。保險絲斷路監(jiān)測。過流監(jiān)測。蓄電池充電監(jiān)測。模塊自檢等。
SAE_J1939 協(xié)議驅(qū)動程序主要作用是對CAN 模塊中的接收緩存的CAN 報文加以解析以及對發(fā)送緩存中的CAN 報文加以翻譯。
SAE_J1939 協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與CAN 報文結(jié)構(gòu)有很大不同之處。它將CAN 報文的11 位標(biāo)準(zhǔn)幀以及29 位擴展 幀重新定義,對每一位都賦予特殊意義,其結(jié)構(gòu)定義如下:

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