PIC單片機(jī)在汽車電動車窗控制器中的應(yīng)用
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
目前，在CAN系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用最多的是單片機(jī)外掛獨(dú)立的CAN控制器，如Philips公司的PCA82C200、SJA1000以及Intel公司的82526、82527等芯片。但是采用此類芯片的設(shè)計(jì)方案不利于系統(tǒng)集成化。本文以Microchip公司內(nèi)部集成的CAN模塊PIC18F258單片機(jī)為核心，介紹CAN總線電動車窗控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)流程。由于PIC18F258單片機(jī)對CAN收發(fā)器PCA82C250進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)只需要TXD、RXD兩條數(shù)據(jù)線，這樣就大大簡化了硬件電路的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性。
1 電動車窗控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
電動車窗控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)共有4個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)電子控制器，分別是：左前門主控制器、右前門子控制器、左后門子控制器、右后門子控制器。采用CAN總線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)車門控制器之間的通信,如圖1所示。
操作主控制器除了可以控制駕駛員的車窗玻璃升降外，還可以通過CAN總線控制其余乘客車窗玻璃的升降，同時(shí)子控制器也可控制各自位置車窗玻璃的升降。主控制器由Microchip公司的內(nèi)部集成了CAN模塊的PIC18F258單片機(jī)、6N137高速光電耦合器、PCA82C250總線收發(fā)器等三個(gè)主要部分組成?？紤]到設(shè)計(jì)成本和軟件編程的方便性，子控制器選用了與主控制器相同的芯片，且具有相同的硬件電路結(jié)構(gòu)。
2 功率驅(qū)動芯片及其應(yīng)用電路
Motorola公司的功率驅(qū)動芯片MC33486以其強(qiáng)大的功能和優(yōu)異的性能在汽車電子中得到了廣泛的應(yīng)用。此芯片的應(yīng)用模式為橋式結(jié)構(gòu)[2],芯片內(nèi)部有2個(gè)高端MOSFET驅(qū)動管MOS1、MOS2，外接2個(gè)低端MOSFET驅(qū)動管MOS3、MOS4組成一個(gè)完整的H橋，實(shí)現(xiàn)車窗電機(jī)的正、反向控制。同時(shí)，利用Cur R端的電流鏡像功能可方便地實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)和車窗的防夾功能，如圖2所示。
OUT1和OUT2是MC33486的兩個(gè)高端輸出引腳，直接驅(qū)動車窗電機(jī)M。IN1和IN2受微控制器的控制。當(dāng)IN1為高電平‘1’，IN2為低電平‘0’時(shí)，相應(yīng)的GLS1輸出低電平，GLS2輸出高電平，此時(shí)MOS1、MOS4導(dǎo)通，MOS2、MOS3截止。OUT1輸出正電壓而OUT2接地，車窗電機(jī)朝某一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)IN1為低電平‘0’，IN2為高電平‘1’時(shí)，相應(yīng)的GLS2輸出低電平，GLS1輸出高電平，此時(shí)MOS2、MOS3導(dǎo)通，MOS1、MOS4截止。OUT2輸出為正，OUT1接地，車窗電機(jī)反轉(zhuǎn)，達(dá)到升降車窗玻璃的目的。此外，MC33486在待機(jī)模式下有非常低的靜態(tài)電流，在正常工作時(shí)的輸出電流為10 A，最大峰值電流為35 A，直流輸入電壓的范圍較寬，可達(dá)8 V~28 V。當(dāng)電壓高于28 V時(shí)芯片具有過壓保護(hù)功能。由于該器件性能完善，因而可減小電動車窗控制器的體積，提高EMS（電磁兼容）特性。
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