基于光纖通信的汽車照明及信號(hào)控制系統(tǒng)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
1. 4 自診斷
前（后） ECU 的P1. 7、P3. 2~P3. 5、P3. 7 為故障監(jiān)測(cè)端口，分別輸入前后照明、信號(hào)器具的自診斷信號(hào)。
前（后） ECU 每發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，在其故障監(jiān)測(cè)端口就會(huì)收到一個(gè)相應(yīng)的反饋信號(hào)。比較這兩個(gè)信號(hào)，如果不相同，則說明相應(yīng)端口的照明、信號(hào)器具發(fā)生故障，前（后） ECU 則立即向主ECU 發(fā)送故障代碼。主ECU 收到故障代碼后，報(bào)警，并顯示故障代碼。
2 系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件由各ECU 的初始化程序，各ECU 控制子程序，自診斷子程序，以及通訊子程序等組成。
主ECU 與前（后） ECU 的通信利用單片機(jī)內(nèi)置的串口，通過光纖傳輸控制信號(hào)。主ECU、前（后） ECU 分別采用查詢、中斷的通信方式。系統(tǒng)通過對(duì)SCON（串口控制寄存器） 的TB8 賦予1 或0 來區(qū)分發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。主ECU 首先發(fā)出地址幀，被尋ECU返回本機(jī)地址。在判斷地址相符后，主ECU 發(fā)出控制命令，被尋ECU 向主ECU 返回自己的狀態(tài)。若被尋ECU 狀態(tài)正常，主ECU 開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。主ECU與前（后） ECU 的通信子程序流程如圖3 所示。
圖3 通信子程序流程
3 結(jié)束語
該系統(tǒng)的新穎之處在于采用3 片單片機(jī)，通過光纖傳輸編碼控制信號(hào)，具備自診斷功能。采用光纖取代傳統(tǒng)線束，成本低，抗干擾能力強(qiáng)，控制效果好。
摘 要：傳統(tǒng)汽車照明、信號(hào)控制系統(tǒng)的控制信號(hào)通過專用線束傳輸，不具備自診斷功能。當(dāng)重要控制信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，駕駛員難以察覺，容易造成車禍。針對(duì)上述問題，提出了一種基于光纖通信的新型汽車照明、信號(hào)控制系統(tǒng)，介紹了控制功能、自診斷功能，以及硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)。
汽車照明、信號(hào)控制系統(tǒng)承擔(dān)著汽車的照明、信號(hào)燈，以及電喇叭、倒車和剎車蜂鳴器等控制任務(wù)。傳統(tǒng)的汽車照明、信號(hào)控制系統(tǒng)采用開關(guān)、繼電器和專用電子振蕩器等進(jìn)行控制，其控制信號(hào)通過專用線束傳輸，不具備自診斷功能。汽車行駛過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)向燈等重要控制信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，駕駛員難以察覺，容易造成車禍[1 ] .
1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)與工作原理
系統(tǒng)由3 片單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)汽車照明、信號(hào)的控制。系統(tǒng)主電子控制單元ECU （ Elec2tronic Control Unit） 將所有輸入控制信號(hào)集中編碼，通過光纖以串行的方式發(fā)送到前ECU（安裝在汽車前部） 和后ECU（安裝在汽車尾部） .前（后） ECU 的并行輸出口通過光電隔離器輸出控制信號(hào)，分別對(duì)汽車前部（尾部） 各照明、信號(hào)器具進(jìn)行控制，對(duì)汽車前部（尾部） 車燈、信號(hào)器具進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦出現(xiàn)故障，前（后）ECU 立即將故障代碼傳回主ECU ,主ECU 報(bào)警并顯示故障代碼。系統(tǒng)硬件平臺(tái)，如圖1 所示。
圖1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)
1. 1 ECU
系統(tǒng)主ECU 采用AT89C51 ,前ECU、后ECU 采用AT89C2051.AT89C51 內(nèi)置4KB 可編程Flash E2PROM,128字節(jié)RAM,2 個(gè)16 位定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器，1 個(gè)串行通訊口，6個(gè)中斷源，32 條I/ O 引線，3 級(jí)程序存儲(chǔ)器保密，靜態(tài)工作頻率為24 MHz.AT89C2051 內(nèi)置2KB 可編程Flash E2PROM,128 字節(jié)RAM,2 個(gè)16 位定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器，1 個(gè)片內(nèi)模擬比較器，1 個(gè)串行通訊口，6 個(gè)中斷源，15條I/ O 引線，兩級(jí)程序存儲(chǔ)器保密，靜態(tài)工作頻率為24 MHz.
1. 2 光纖發(fā)射/ 接收器
光纖發(fā)射/ 接收器采用HFBR21414/ 2416.HFBR21414/ 2416發(fā)射光波長(zhǎng)820 nm ,最高數(shù)據(jù)傳輸速率155MBd ,最長(zhǎng)傳輸距離4 km,工作溫度范圍為- 40 ℃~ +85 ℃，可適用50/ 125μm ,62. 5/ 125μm ,200μmHCS 光纖及ST、SC、SMA 和FC 4 種連接頭。HFBR21414光纖發(fā)射器內(nèi)含一個(gè)高效光功率激勵(lì)的鋁砷化 光發(fā)射器，該光發(fā)射器在60 mA 直流電流激勵(lì)下能向光纖饋入光波長(zhǎng)為820 nm 的光功率（12 dBm） .HFBR22416 光纖接收器由一個(gè)高效HN 光電二極管和一個(gè)低噪聲跨阻前置放大器電路組成，光信號(hào)經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，放大后由射極輸出器緩沖輸出，最大動(dòng)態(tài)范圍達(dá)23 dB ,頻率響應(yīng)從直流到125 MHz.
1. 3 工作原理
主ECU 利用兩個(gè)控制字對(duì)所有輸入控制信號(hào)進(jìn)行編碼存儲(chǔ)，這兩個(gè)控制字的存儲(chǔ)格式相同，如圖2 所示。
圖2 控制信號(hào)存儲(chǔ)格式
評(píng)論