基于XC164CM的車燈控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2．3 CAN控制模塊

XC164CM單片機集成了TwinCAN模塊，實現(xiàn)CAN總線通信功能。其主要特性為：1)包括兩個全CAN功能節(jié)點，每一個CAN節(jié)點通過一對接收和發(fā)送引腳連接到總線收發(fā)器，可獨立工作或者通過網(wǎng)關功能交換數(shù)據(jù)幀和遠程幀。2)CAN幀的發(fā)送和接收遵循CAN V2．0B(active)規(guī)范，且每個CAN節(jié)點都能接收和發(fā)送帶11個標識符的標準幀和帶29位標識符的擴展幀。3)具有靈活和功能強大的報文傳送控制和錯誤處理能力，CAN總線通信處理更加精確和方便。4)2個CAN節(jié)點的位定時源于外設時鐘，可以通過編程使數(shù)據(jù)速率達到1 Mbps。5)具有8個單獨的可編程中斷節(jié)點和適用于發(fā)送和接收的FIFO。

系統(tǒng)通過XC164CM單片機CAN總線接口與采用SJA1000控制器和82C250收發(fā)器的單片機開發(fā)板連接測試CAN通信模塊，實現(xiàn)人機交互功能。電路圖如圖2所示。

2．4 LED驅(qū)動器

驅(qū)動模塊參照西工大LED驅(qū)動電源標準，信號燈選用了3～15 W功率范圍的LM3406型驅(qū)動器，照明燈選用了20～45 W功率范圍的LM3409型驅(qū)動器。

LM3406型驅(qū)動器是具備寬輸入電壓范圍，低參考電壓和雙導線調(diào)光功能的降壓穩(wěn)壓器，可提供高達1．5 A的正向電流，是LED的理想恒流供應源。這款芯片內(nèi)置有可確保電流平均輸出的積分電路。在轉換器采用連續(xù)導電模式((CCM)操作時，受控導通時間結構可以確保無論輸入及輸出電壓的變動如何，開關頻率都會恒定不變。因此LM3406的輸出電流極為準確，瞬態(tài)響應也極快，可以在不同的情況下確保開關頻率恒定不變。

LM3409是一款降壓穩(wěn)流的P溝道MOSFET控制器，提供寬輸人電壓范圍，具有高邊電流檢測功能，采用增強散熱的eMSOP-10封裝。因此，LM3409是驅(qū)動LED的理想恒流源，輸出的正向電流可高達5 A。另外，LM3409采用恒定關斷時間(COT)控制功能調(diào)整電流，確保輸出電流大小恒定，而且無需通過外置元件提供環(huán)路補償，可以輕易實現(xiàn)模擬及PWM調(diào)光功能，可充分發(fā)揮亮度變化高度線性以及高對比度的優(yōu)點，并提供可編程欠壓鎖定、低功耗關斷及熱關斷等功能。

信號燈和照明燈驅(qū)動器結構分別采用NI公司的LM3406和LM3409作為主控芯片的BUCK電路，芯片工作的溫度范圍為-40+125℃。其電路原理如圖3所示。

3 軟件設計

程序主要采用中斷控制方式，系統(tǒng)流程主要包括主函數(shù)，定時器中斷子程序，CAN接收中斷子程序3部分。具體系統(tǒng)流程圖如圖4所示。

3．1 主函數(shù)部分

1)初始化部分：設置各端口的輸入輸出狀態(tài)，對各個模塊進行初始化并開啟定時器。

2)開關掃描：選用6路開關控制10路燈的開啟和關閉。當開關閉合時輸出低電平，此時對應LED燈的開啟狀態(tài)；開關斷開時輸出高電平，對應LED燈的關閉狀態(tài)。

3)狀態(tài)數(shù)字量生成：狀態(tài)數(shù)字量為16位數(shù)據(jù)，狀態(tài)位(高八位)表示驅(qū)動器狀態(tài)，標志位(低八位)表示驅(qū)動器編號。車燈的初始亮度設為6級。

4)使能全局中斷，等待定時器中斷信號和CAN總線通信中斷信號，并在接收到中斷信號后進入相應的中斷服務程序。

3．2 定時器中斷子程序

定時器每20 ms產(chǎn)生一次定時中斷信號，進入定時器中斷服務程序。在定時器中斷服務程序中實現(xiàn)的操作有：

1)開啟AD轉換，等待AD轉換完成，并將對AD采樣結果做歸一化處理。

2)環(huán)境亮度檢測：為避免亮度信息的誤判斷，只有當位于車身前向、側面和頂部3個方向的光敏電阻器同時檢測到亮度值變化時(且同時超過判斷門限)，才認為檢測結果有效，判斷所處環(huán)境亮度等級，并將結果送至車燈亮度調(diào)整程序。若3個光敏電阻未同時檢測到亮度值變化，則認為只是外界干擾造成的亮度差異，而行車環(huán)境的亮度未發(fā)生變化。

3)在檢測環(huán)境亮度的同時，對10路LED燈的開關量也進行檢測和更新。

4)車燈亮度調(diào)整：將檢測到的外界環(huán)境亮度和前一次檢測到的環(huán)