基于MC68HC908QL4芯片和LIN总线实现车灯诊断系统的应用方案
1 引言
汽车总线技术是现场总线的应用之一，最初现场总线只用于工业控制。所谓现场总线是应用在生产最底层的一种总线型拓扑网络。汽车车身控制网络目前要解决的问题就是建立一个统一、低成本的低端通讯网络标准，lin作为can的辅助总线而存在，实现车身控制网络的层次化，以更低的成本实现车身控制网络。lin总线的目标就是定位于车身网络模块节点间的低端通讯，与can相比，由于lin采用了低成本硬件的从节点，从而降低了硬件平台的成本。另外，lin完全可以满足大多数低端应用对象对传输速率的要求。所以un以较低的成本实现了开关器件间的网络通讯，有效支持了汽车应用中分布式机械电子节点的控制。
2 硬件电路设计
2．1 系统设计思想
lin从节点对总节点发出的控制信号进行处理，并对车灯驱动电路状态进行测量。当从节点接收到报文信息后，对车灯发出相应的控制信号，并分析各灯的状态，若发生故障，则生成一个数据信息发送到总节点。lin从节点在检测到总节点发送的信号后，先通过报文帧进行识别，看其是否属于自己的报文信息。若属于则首先判断报文是不是查询信息，如果是，则返回一个响应信息，如果是控制信息，则对相应的车灯进行控制，并对该车灯驱动电路上的测量点电位进行测量和进行处理。看其是否发生故障。若发生故障，则通过lin总线发送信息给总节点。图l示出lin节点的硬件电路设计。
2．2 器件介绍
基本的lin节点电路主要包括mcu、lin收发器、电源模块和车灯驱动电路。
2．2．1 mcu控制单元
设计中mcu选用mc68hc908ql4。它集成了一个从lin接口控制模块slic （slave lin interface controller），在一般情况下，suc可作为sci端口使用。该器件的主要特点是：
具有独立的lin报文标识符，8 b报文缓存区；
自动调整波特率，帧同步；
自动处理和纠正un同步间隔（synch break）和同步场（synch byte）；
没有错误的lin信息最多产生两个中断；
完整的lin错误检测和报告；
高速lin达到83．33 kb／s“120 kb／s；
增强型检测及其包括id的产生。
只要按模块的需要设置相应的寄存器，就可以自动按照lin总线协议进行和发送数据。这相对于slic模块的单片机而言，则降低了软件开发上的难度。mcu模块的连接如图2所示。
2．2．2 lin收发器
选用tjal020作为lin收发器，tjal020是lin主／从协议控制器和lin物理总线之间的接口，主要用作于车辆副网络。其波特率为2．4～20 kb／s。控制器在txd管脚输入的发送数据流通过lin收发器转换成lin总线信号，并由收发器控制转换速率和波形，减少极低的电磁发射（eme）。lin总线的输出管脚通过一个内部终端电阻拉成高电平。收发器在lin总线的输入管脚检测数据流并通过管脚rxd发送到微控制器。tjal020的主要特点是：
具有高达20kb／s的波特率和极低的电磁发射（eme）；
具有高抗电磁干扰性（emi）和低斜率模式可以进一步降低eme；
具有唤醒源识别本地或远程；
具有在睡眠模式下电流消耗极低，可实现本地或远程唤醒；
具有发送数据超时功能；
lin总线对电池和地的短路保护；
具有总线终端和电池管脚，可防止汽车环境下的瞬变。
图3所示为lin模块电路设计。
2．2．3 电源模块
本设计中，lin模块的电压调节器均采用微功耗、低压差稳压器ltll2l一5。选用ltl121—5通过对shdn输入低电平，能使其进入停止模式，这时静态电流只有16μa，因此在总线上没有活动时，就能达到减少功耗的目的；此外，该器件还具有防止输入和输出电源反向的功能，即使在输出端不增加二极管的情况下，也能防止电流反向倒流。图4给出电源模块电路。
2．2．4 车灯的驱动电路
采用功率驱动器bts724g来驱动2l w和5 w的车灯。该驱动器是英飞凌公司设计的n沟道mosfet功率管，内部集成了充电泵、电流驱动，并具有检测负载电流（包括过载、过温和短路）故障反馈功能。bts724g采用12 v或24 v负载控制，适用于各种阻性、感性或容性负载，尤其适用于车灯等具有高浪涌电流的负载，可作为继电器、保险丝等的替代控制方法。bts724g还具有短路保护、过载保护、过压保护、过温关断、掉地和掉电保护、静电放电保护和电源反接保护等多项保护功能。图5给出驱动电路。
3 软件设计
车灯控制系统主要完成两个功能：一是实现lin子节点对车灯的控制；二是实现对车灯故障的诊断。在控制中，通过分析总线电位和驱动电路中输入、输出、故障诊断引脚的电位来判断系统是否发生故障。
要使lin总线节点有效、实时地完成通信任务，软件设计是关键。采用结构化程序设计方案具有较好的模块性、可移植性和可修改性。
lin信息的接收采用中断方式，当mc68hc90—8q14控制器检测到符合该节点要求的信息帧后，首先判断本地节点接收到的是什么信息帧，若为控制信息，则接收2个字节的数据信息；若为查询信息，则将本地节点车灯的状态以信息帧的形式发送回主节点，以反映节点情况。然后判断，若为接收数据帧，则在slic模块中的数据寄存器（slcdx）上读取相应的信息。最后是根据数据信息中相关的位进行车灯控制，在发出控制信号后地相应采集车灯驱动芯片输入、输出和故障诊断引脚的电位，通过对电位的分析判断否发生故障，若发生故障则发送一个故障信息。图6给出程序流程图。
4 结语
介绍了基于lin总线的车灯在线诊断系统并对硬件模块和软件构架进行了简单分析。lin总线系统具有结构简单、性能可靠、价格低廉等特点，是汽车电子技术发展的必然趋势。目前在国内如何采用总线技术提高整车性能，降低制造和维护成本，已成为汽车生产厂家关注的热点。
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2 硬件电路设计
2．1 系统设计思想
lin从节点对总节点发出的控制信号进行处理，并对车灯驱动电路状态进行测量。当从节点接收到报文信息后，对车灯发出相应的控制信号，并分析各灯的状态，若发生故障，则生成一个数据信息发送到总节点。lin从节点在检测到总节点发送的信号后，先通过报文帧进行识别，看其是否属于自己的报文信息。若属于则首先判断报文是不是查询信息，如果是，则返回一个响应信息，如果是控制信息，则对相应的车灯进行控制，并对该车灯驱动电路上的测量点电位进行测量和进行处理。看其是否发生故障。若发生故障，则通过lin总线发送信息给总节点。图l示出lin节点的硬件电路设计。
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具有独立的lin报文标识符，8 b报文缓存区；
自动调整波特率，帧同步；
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没有错误的lin信息最多产生两个中断；
完整的lin错误检测和报告；
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只要按模块的需要设置相应的寄存器，就可以自动按照lin总线协议进行和发送数据。这相对于slic模块的单片机而言，则降低了软件开发上的难度。mcu模块的连接如图2所示。
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