CN201761453U - 客车车身控制系统的可配置控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种客车车身控制系统的可配置控制模块，包括处理器模块、以及和处理器模块分别相连的开关量输入电路、模拟量输入电路、控制信号输出电路、CAN总线通信模块和用于存储参数配置文件的存储器，可配置控制模块的所有输入、输出端口的信号类型、输出端口的控制逻辑均由参数配置文件设定。本实用新型的可配置控制模块具有灵活性和通用性的特点，不同的车型上可以安装硬件完全相同的若干个可配置控制模块，其不同参数配置文件使各个可配置控制模块具有控制不同客车车身设备的功能，从而使可编程配置客车车身控制系统具有可复用性、开发周期短、成本低的特点，且方便车辆的售后服务和备品备件管理。

Description

客车车身控制系统的可配置控制模块

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术，尤其涉及基于CAN总线的可配置客车车身控制系统中的可配置控制模块。

背景技术

传统的客车车身电器控制采用线缆继电器方式。随着电子技术在客车上日益广泛应用，车辆中电子设备的功能和数量逐渐增多，传统的线缆继电器控制方式增加了线缆重量和连接的复杂性，降低了连接的可靠性，线缆磨损和老化现象降低了客车的安全性能，已难以满足客车车身控制的需求。随着汽车电子技术的进步，客车车身控制技术由传统的线缆继电器控制方式，逐步发展为基于总线技术的控制方式。

Robert Bosch公司于1986年在SAE大会上提出了CAN总线。近二十多年来CAN总线取得了巨大的成功。由于CAN总线具有高速率、抗电磁干扰、容错性和成本较低等特点，CAN总线在客车控制系统得到了较为广泛的应用，许多汽车零部件厂商推出了基于CAN总线的电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)，如发动机ECU和底盘控制ECU等。

现有的客车车身控制系统一般采用如图1所示的结构。它由几个功能固定的控制模块和一个总线仪表来实现客车车身控制，控制模块按照在客车车身上的安装位置分为前控模块、中控模块、后控模块和顶控模块，它们分别控制客车车身对应部位的电器设备，这些模块的功能都是固定的。总线仪表提供高速和低速两路CAN总线接口，高速CAN总线接口模块通过CAN总线连接到发动机ECU、ABS(Anti-lock Braking System，防抱死刹车系统或Anti-skid Braking System，防滑移制动系统)和底盘ECU，低速CAN总线接口模块通过CAN总线连接到各个控制模块。

由于客车的基本车型日益增多，以及客户定单式的生产方式，导致不同车型和客户的车身控制系统需求不同，给客车车身控制系统的研发和生产带来了挑战。目前，只能分别对不同车型和不同客户需求的车身控制系统进行分别的研发设计，一种车型对应一种特定的车身控制系统，灵活性和通用性不足，研发周期较长，研发成本较高。另外，不同车型和客户的客车车身控制系统在硬件和软件方面存在差异性，给整车厂的售后服务和备品备件管理带来了极大的难度。

发明内容

本实用新型目的是：针对现有技术的不足，提供一种基于CAN总线的通用可编程配置的客车车身控制系统的可配置控制模块，使研发的客车车身控制系统具有灵活性和通用性，可以运用在不同车型上，满足不同客户的需求，研发周期短，研发费用少，且方便车辆的售后服务和备品备件管理。

本实用新型的技术方案是：一种客车车身控制系统的可配置控制模块，包括处理器模块，以及和处理器模块分别相连的开关量输入电路、模拟量输入电路、控制信号输出电路、CAN总线通信模块和用于存储参数配置文件的存储器；所述可配置控制模块的输入、输出信号类型、输出端口的控制逻辑均由参数配置文件设定。

进一步的，上述客车车身控制系统的可配置控制模块的开关量输入电路包括低输入开关量信号采集电路和高输入开关量信号采集电路；

进一步的，上述客车车身控制系统的可配置控制模块的模拟量输入电路包括电瓶电压采集电路和电阻信号采集电路，所述电阻信号采集电路和发动机水温传感器、机油压力传感器、燃油量传感器或储气筒压力传感器中的一个或几个分别相连。

进一步的，上述客车车身控制系统的可配置控制模块的控制信号输出电路包括高端大电流输出电路和桥输出电路。

进一步的，上述客车车身控制系统的可配置控制模块的处理器模块设置有用于配置参数下载的配置触发信号输入端口和配置触发信号输出端口。

本实用新型的优点是：可配置控制模块具有灵活性和通用性的特点，不同的车型上可以安装硬件完全相同的若干个可配置控制模块，其不同参数配置文件使各个可配置控制模块具有控制不同客车车身设备的功能，从而使可编程配置客车车身控制系统具有可复用性、开发周期短、成本低的特点。另外，正由于可以使不同车型、不同客户需求的车辆都安装相同硬件配置的可配置控制模块，方便了车辆的售后服务和备品备件管理。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为现有技术的客车车身控制系统的结构图；

图2为本实用新型实施例的客车车身控制系统的结构图；

图3为本实用新型实施例的车载综合信息模块的结构框图；

图4为本实用新型实施例的可配置控制模块的结构框图；

图5为本实用新型实施例可配置控制模块的低输入开关量信号电路原理图；

图6为本实用新型实施例的可配置控制模块的电阻信号输入的电路原理图；

图7为本实用新型实施例的可配置控制模块的一路桥输出的电路原理图；

图8为本实用新型实施例的可配置控制模块的电流输出的部分电路原理图；

图9为本实用新型实施例可配置控制模块电流输出状态信号的电路原理图。

其中：1车载综合信息模块；101车载综合信息模块处理器；102开关量输入端口；103控制信号输出端口；104高速CAN总线接口模块；105低速CAN总线接口模块；106存储模块；107RS232接口；108显示屏驱动电路；109数字仪表接口；110无线通信模块；2可配置控制模块；21可配置控制模块的处理器模块；22开关量输入电路；23模拟量输入电路；24控制信号输出电路；25CAN总线通信模块；26存储器；27配置触发信号输入端口；28配置触发信号输出端口；3车身设备；Q1第一三极管；Q2第二三极管；Q3第三三极管；Q4第四三极管；Q5第五三极管；Q6第六三极管；R1第一电阻；R2第二电阻；R3第三电阻；R4第四电阻；R5第五电阻；R6第六电阻；R7第七电阻；R90第九十电阻；C5第五电容；C30第三十电容。

具体实施方式

实施例：如图2所示，本实施例的基于CAN总线的客车车身控制系统包含一个车载综合信息模块1和若干个可配置控制模块2，每个可配置控制模块2和若干个车身设备3相连，可配置控制模块2接收各车身设备3的状态信号，并发出控制信号给车身设备3。本系统中的可配置控制模块2在安装各不相同的参数配置文件之前，具有完全相同的硬件结构和软件，在下载并解释运行了各自的参数配置文件之后，才具有了各不相同的控制功能。

车载综合信息模块1的结构框图如图3所示，包括车载综合信息模块处理器101，以及和处理器101分别连接的开关量输入端口102、控制信号输出端口103、高速CAN总线接口模块104、低速CAN总线接口模块105、存储模块106、RS232接口107、显示屏驱动电路108和数字仪表接口109。其中，处理器101通过数字仪表接口109连接到数字仪表上，用于在数字仪表上显示车辆运行数据的信息。显示屏驱动电路108的输出连接显示屏。1Mbps高速CAN总线接口模块104连接高速动力CAN总线，采集动力CAN总线上的发动机ECU、ABS和底盘控制ECU的信息；125Kbps的低速CAN总线接口模块105通过低速车身控制CAN总线连接到各可配置控制模块2，采用分布与集中相结合的控制方式，实现对所有车身电器设备的控制。CAN总线接口模块包括CAN总线收发器和CAN总线控制器，CAN总线收发器一端和CAN总线直接相连，另一端连接CAN总线控制器，CAN总线控制器和处理器模块相连。开关量输入端口102可采集不同仪表台附近的不同设备的开关量信号，控制信号输出端口103可分别对客车仪表台附近的电器设备进行控制，输出控制信号的控制逻辑由客车车身控制系统开发仿真软件编程和配置决定。车载综合信息模块1通过RS232串口107连接到装有客车车身控制系统开发仿真软件的计算机上。

车载综合信息模块1还可以包括和处理器101相连的无线通信模块110，通过无线通信模块110将信息数据无线传输到后台计算机，并从后台计算机远程下载可配置客车车身控制系统的参数配置文件。参数配置文件的下载方式因此有两种，在出厂前，可以用计算机通过RS232串口传输给客车车身控制系统，在出厂后，就可以通过后台远端计算机无线传输的方式下载更新参数配置文件。

客车车身控制系统中的可配置控制模块2的结构框图如图4所示，其相当于现有技术中的功能控制模块。可配置控制模块2包括汽车专用的MCU处理器模块21，以及和处理器模块21相连的开关量输入电路22、模拟量输入电路23、控制信号输出电路24、CAN总线通信模块25和存储器26。开关量输入电路22和模拟量输入电路23的各路输入端口，以及控制信号输出电路24的各路输出端口和各种车身设备3相连。可配置控制模块2通过低速CAN网络连接到车载综合信息模块1，实现客车车身电器设备的控制。所述CAN总线通信模块25和车载综合信息模块1的低速CAN总线接口模块105结构相同。存储器26包括非易失存储器和随机存取存储器。

为了进行参数配置文件的下载，可配置控制模块2的处理器模块21上设置有用于配置参数下载的配置触发信号输入端口27和配置触发信号输出端口28，配置触发信号输入端口27接收24V的配置触发信号，配置触发信号可来自上一个可配置控制模块的专用的配置信号输出端口(图中未示出)，或是车载综合信息模块1的处理器101的配置触发信号输出端口，当配置触发信号有效时，可配置控制模块2开始配置参数的下载工作，通过低速CAN总线从车载综合信息模块下载参数配置文件。车载综合信息模块的配置触发信号输出端口连接其后继的第一个可配置控制模块的配置触发信号输入端口，第i个可配置控制模块的配置触发信号输出端口连接第i+1个可配置控制模块的配置触发信号输入端口，其中i＝1，2，3，...，N-1，N为可配置客车车身控制系统中可配置控制模块的总数，从而构成一个车载综合信息模块位于其始端的单向配置链。当某个可配置控制模块2完成配置参数下载之后，通过专用的配置触发信号输出端口28输出24V配置触发信号，传输到下一个可配置控制模块的专用的配置信号输入端口。

可配置控制模块2和现有的功能控制模块不同之处在于：现有的功能控制模块功能是固定的，只能分别控制预先设定好的电器设备，且不能更改；对于不同的车身设备，需要分别设计相对应的功能控制模块，不具有统一的输入输出端口电路，需要根据实际连接的车身设备来设计输入输出电路。而本实施例的可配置控制模块和车载综合信息模块都具有标准化的硬件与基础软件，具有相同的输入输出端口电路，基础软件和客车车身控制功能软件分离，通过执行各自的参数配置文件实现不同的控制功能，具有较好的灵活性和通用性。也就是说客车上安装的所有可配置控制模块的硬件与基础软件可以是完全相同的，基础软件本身并没有任何控制功能，而是根据配置参数文件实现功能的配置，解释执行参数配置文件中的可执行代码，实现不同的客车车身电器设备的控制。

可配置控制模块2的开关量输入电路22可采集12路低输入和4路高输入的开关量信号，通过计算机的客车车身控制系统开发仿真软件生成的参数配置文件的设定，所有输入端可采集不同的车身信号，如雨刮复位信号、前雾灯工作信号、刹车蹄片报警信号、缓速器工作信号、倒档信号、水位低报警信号、后舱门关信号和空滤报警信号等。12路低输入开关量信号采集电路的电路原理图如图5所示。

可配置控制模块2的处理器模块21采用飞思卡尔公司的汽车电子专用MCU(Micro Control Unit，微控制单元)芯片MC9S08DV60。图5中，三极管Q1和Q2组成共射—共集放大电路。共射—共集电路具有很低的输出电阻，增强了放大电路带电容性负载的能力。第一三极管Q1的发射极接地，集电极串联第二电阻R2连接到第二三极管Q2的基极，第一三极管Q1的基极串联第一电阻R1后连接电容充电控制信号LOW_IN_EN，第五电容C5和第六电阻R6串联连接在第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的集电极之间，第三三极管Q3的集电极通过串联第六电阻R6连接到第二三极管Q2的集电极，第三三极管Q3的基极串联第七电阻R7后连接12路低输入开关量信号采集控制信号LOW_EN_S，第三三极管Q3的发射极经串联的R9～R20分别连接到客车车身设备的12路低输入开关量信号输入端LOW_INP0～LOW_INP11。其中，LOW_IN_EN、LOW_EN_S连接处理器模块21的输出端口，低输入开关量信号连接处理器模块21的输入端口。具体为，LOW_IN_EN与可配置控制模块的处理器模块(MC9S08DV60芯片)的I/O口PTA2相连，LOW_EN_S与MC9S08DV60芯片的I/O口PTB2相连，LOW_INP0～LOW_INP11分别输入到MC9S08DV60芯片的GPIO(General Purpose Input/Output，通用输入输出端口)的PTA、PTB、PTC、PTD和PTF口，包括PORT A的PTA0到PTA1的共2个引脚，PORT B的PTB0到PTB1的共2个引脚，PORT C的PTC0到PTC2的共3个引脚，PORT D的PTD4到PTD7的共4个引脚，PORT F的PTF7引脚。

每次采集12路低输入有效开关量信号时，MC9S08DV60芯片的PTA2引脚输出高电平信号，将LOW_IN_EN置为高电平，三极管Q1和Q2导通，电容C5充电。LOW_IN_EN维持一段时间的高电平使电容C5充满电，然后MC9S08DV60芯片的PTA2引脚输出低电平，PTB2引脚输出高电平，将LOW_IN_EN置为低电平，LOW_EN_S置为高电平，这时，三极管Q3导通，MC9S08DV60芯片读取LOW_INP0～LOW_INP11的状态。在读完LOW_INP0～LOW_INP11状态之后，PTB2引脚输出低电平，将LOW_EN_S置为低电平。在下次采集时，PTA2引脚再次输出高电平，LOW_IN_EN置为高电平，开始对电容C5充电。

可配置控制模块2的模拟量输入电路23可采集4路模拟信号，其中一路用于采集电瓶电压，其余三路采集电阻信号，可选择性地连接发动机水温传感器、机油压力传感器、燃油量传感器或储气筒压力传感器，用于测量对应的发动机水温、机油压力、燃油量或储气筒压力。3路电阻信号的输入电路如图6所示。

图6中，第四三极管Q4和第五三极管Q5组成共射—共集放大电路。第四三极管Q4的发射极接地，集电极串联第三电阻R3连接到第五三极管Q5的基极，第四三极管Q4的基极串联第四电阻R4后连接电容充电控制信号RES_CHAR，第三十电容C30和第五电阻R5串联连接在第四三极管Q4的发射极和第五三极管Q5的集电极之间，第六三极管Q6的集电极串联第五电阻R5后连接到第五三极管Q5的集电极，第六三极管Q6的基极通过第九十电阻R90连接3路电阻输入采集控制信号RES_IN_EN，第六三极管Q6的发射极连接信号AD_VBAT，并分别经串联的电阻R83～R85连接到3路电阻信号输入端RES_INP0～RES_INP2，分别输入发动机水温、燃油量、机油压力或储气筒压力等传感器的信号，电阻信号输入端还分别经过串联的电阻R87～R89连接到处理器模块21的输入端口；其中，RES_CHAR、RES_IN_EN连接处理器模块21的输出端口，信号AD_VBAT连接处理器模块21的输入端口。具体为：RES_CHAR连接到MC9S08DV60的I/O口PTB4引脚，RES_IN_EN与MC9S08DV60的I/O口PTC4引脚相连。AD_RESIN0～AD_RESIN2分别连接到MC9S08DV60的I/O口PTB3、PTA3和PTA4。

根据软件配置工作方式，可配置控制模块2的3路电阻信号输入电路可配置成低有效输入开关量采集方式或电阻测量方式。由图5和图6的电路图相似性就可得出，配置成低有效输入开关量信号采集时与12路低输入开关量电路类似，处理器模块从AD_RESINx端口采集开关量信号。如果电路配置为电阻测量方式，在进行电阻测量时，先将RES_CHAR置为高电平，三极管Q4和Q5导通，给电容C30充电。RES_CHAR持续一段时间的高电平使电容C30充满电，然后将RES_CHAR置低，RES_IN_EN置为高电平，三极管Q6导通。在测量每一路电阻时，首先测量和MC9S08DV60芯片的端口相连AD_VBAT的模拟电压值，然后测量相应回路的模拟电压AD_RESINx，其中x＝0、1或2。在所有回路测量完毕后，将RES_IN_EN置低。在开始下一次测量时，RES_CHAR置为高电平，给电容C30充电。利用公式1可计算出输入的电阻值，其中R为R83～R85的电阻值，R83、R84、R85阻值都相等，均为R₀。

$\mathrm{RES}\_\mathrm{INPx}=\frac{\mathrm{AD}\_\mathrm{RESINx}}{\mathrm{AD}\_\mathrm{VBAT}-\mathrm{AD}\_\mathrm{RESINx}}{R}_0---\left(1\right)$

可配置控制模块2的控制信号输出电路包括3路桥输出和4路2A、2路3.7A、1路9A的高端大电流输出，可用于控制客车的车灯、冷却风扇、除霜器、电喇叭、雨刷电机和干燥机等设备。可配置控制模块2的输出控制逻辑和控制信号也由计算机上的客车车身控制系统开发仿真软件编程生成的参数配置文件的设定实现。

图7为3路桥输出电路中的一路，其他两路类似，包括芯片U8和芯片U4、三极管Q16以及周围的配合电路。其中，芯片U8为场效应管BTS141，芯片U4为场效应管BTS660P，芯片U8的IN端口通过电阻R110连接信号5AH_DRV0，芯片U4的IN端口通过电容R106连接三极管Q16的集电极，Q16的基极通过电阻R107连接信号9AH_DRV0，5AH_DRV0和9AH_DRV0分别为5A和9A电流桥输出的控制信号。在图8中，5AH_DRV0和9AH_DRV0分别与芯片U14和U30的输入引脚相连。桥输出可配置成高端输出、低端输出和桥输出。当桥输出被配置成高端输出时，5AH_DRV0一直保持无效，当9AH_DRV0有效，桥输出9A电流。当桥输出被配置成低端输出时，9AH_DRV0一直保持无效，当5AH_DRV0有效，桥可输入5A电流。当桥输出被配置成桥输出时，5AH_DRV0和9AH_DRV0交替有效，桥输出9A电流和输入5A电流，可控制电机的正反转。5AH_ST0和9AH_ST0分别为5A电流和9A电流的电流输出状态信号。

图8给出了2路2A和2路3.7A的电流输出电路，其余两路2A的电流输出电路与此类似，主要包括芯片U1、芯片U7、芯片U14、芯片U30和一些配合使用的电阻、电容器件。芯片U1为高端智能大电流功率开关(双通道)芯片BTS723GW，U7为高端智能功率开关(双通道)芯片BTS5215L。2A_DRV0～2A_DRV3和3.7A_DRV0～3.7A_DRV1分别为4路2A和2路3.7A电流输出的控制信号，芯片U14和U30均为串行转并行芯片74HC595，它们通过第14引脚的MOSI端口与MCU的SPI的PIN第19引脚连接，将MCU输出的串行数据转换为并行数据，包括2A_DRV0～2A_DRV3、3.7A_DRV0～3.7A_DRV1、9A_DRV0、9AH_DRV0～9AH_DRV2、5AH_DRV0～5AH_DRV2，其中，2A_DRV0～2A_DRV1和3.7A_DRV0～3.7A_DRV1用以驱动芯片U1和U7工作，5AH_DRV0和9AH_DRV0用于驱动图7中的芯片U8和U4工作。图8中，2A_ST0～2A_ST1和3.7A_ST0～3.7A_ST1为电路状态输出端口，2A_OUT0～2A_OUT1和3.7A_OUT0～3.7A_OUT1为电流输出端口。根据图8同样可以得到一路9A电流输出的类似电路。

可配置控制模块2的控制信号高端大电流输出电路均采用了智能功率半导体开关，智能功率半导体开关具有过热、过流、短路和过压保护功能。芯片U4-BTS660P、芯片U1-BTS723GW和芯片U7-BTS5215L还具有开路检测功能。BTS660P可以实时监控流过开关的电流，它通过内置电路传感器监测电流IS估计出来。当电路正常工作时，IS的大小与负载电流成正比。如果芯片工作驱动信号有效，而IS输出电流为0，则表明负载开路。在驱动信号有效时，芯片U1-BTS723GW输出状态信号2A_ST0～2A_ST1为高电平；驱动信号无效时，输出状态信号为低电平。但是在负载开路状态下，输出状态信号一直为高电平，即如果BTS723GW驱动信号无效，但相应的通道状态信号为高电平，可判断相关通道负载开路。芯片U7-BTS5215L在正常工作状态下，输出状态信号3.7A_ST0～3.7A_ST1一直为高电平，但是在即驱动信号为无效时，如果状态信号为低电平，则可判定为负载开路。

可配置控制模块2还具有4路高有效输入、1路高有效唤醒输入、1路低有效唤醒输入、一路脉冲输入和1路PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)输出，采用的是现有技术，此处不赘述。

处理器模块芯片MC9S08DV60可以获取控制输出电路的工作状态信息，起到保护和监测的作用。如图9所示，电流输出电路状态输出信号2A_ST0～2A_ST3和3.7A_ST0～3.7A_ST1信号连接到并行输入串行输出芯片U17的并行输入端。芯片U16和U17均为芯片74SHC165，两片芯片的串行输出信号SERIAL_DO和SERIAL_D1，输入一片三态门芯片U15-74HC125，74HC125的输出端口MISO连接到MC9S08DV60的SPI接口PIN20引脚。MC9S08DV60通过SPI接口读取2A_ST0～2A_ST3和3.7A_ST0～3.7A_ST1信号的状态。5AH_ST0～5AH_ST2、9AH_ST0～9AH_ST2和9A_ST0为电流输出状态信号，它们分别连接到MC9S08DV60的PIN26、PIN23、PIN14、PIN25、PIN22、PIN13和PIN12引脚。HIGH_IN0～HIGH_IN3为已经过分压的4路高输入开关量信号。

可配置控制模块2的CAN总线通信模块25的CAN总线收发器芯片采用飞利浦公司的TJA1050。CAN总线控制器和存储器26集成在处理器模块21的芯片MC9S08DV60中。

传统的车身低输入开关量信号采集电路和电阻测量电路采用模块工作电源作为信号采集的基准电压源，并且由于采集回路中一直有电流流过，功耗较大。本实施例的可配置控制模块2采用的低输入开关量信号采集电路和电阻测量电路，避免了使用模块工作电源作为信号采集的基准电压源，在降低模块功耗的同时，提高了可配置控制模块的电磁兼容性。

可配置控制模块2的参数配置文件在安装有客车车身控制系统开发仿真软件计算机端生成，并通过RS232串口或通过无线通信方式将通过编译、仿真验证的参数配置文件下载到车载综合信息模块1的非易失存储模块106中，然后各个可配置控制模块2从车载综合信息模块1分别下载与其一一对应的参数配置文件，并保存到各自的非易失存储器26中，保存后即使车辆断电也不会丢失。

可配置控制模块的参数配置文件包含3个方面的内容：

1.输入输出端口的类型配置数据，包括可配置控制模块的所有输入和输出端口的工作方式和与端口相连的车身设备信号映射关系的配置参数列表。

可配置控制模块的输入信号类型包括六种：高有效输入、低有效输入、唤醒输入、脉冲输入、电压输入和电阻输入。唤醒输入可以设置为唤醒输入方式或开关量输入方式；脉冲输入可以设置为脉冲输入方式或开关量输入方式；电压输入可以设置为模拟电压输入方式或开关量输入方式；电阻输入可以设置为模拟电阻输入方式或开关量输入方式。对于电阻输入的模拟电阻输入方式，还可设置它的模拟信号来源，分为发动机水温传感器、机油压力传感器、燃油量传感器和储气筒压力传感器4种。

可配置控制模块的输出信号类型包括3种：普通高端输出、PWM输出和桥输出。对于普通高端输出，可设置延时输出的时间，以模拟延时继电器；PWM输出可设置为PWM输出或普通高端输出两种工作方式；桥输出可设置为普通高端输出、低端输出和全桥输出3种工作方式。

2.可配置控制模块的CAN总线通信的配置数据，包括在CAN总线通信模块中设置的CAN总线控制器可接收的信息标识符ID号列表。

3.可配置控制模块的各个输出端口的输出控制逻辑的中间代码。

输出控制逻辑的中间代码由对输出控制逻辑的中间表达式进行编码生成。中间代码由一系列类似于RISIC微处理器的指令组成，指令独立于可配置控制模块具体使用的处理器。首先在计算机上用贴近自然语言的逻辑规则描述，编写规则化的逻辑表达式描述可配置控制模块的各个可编程输出的控制逻辑，并由软件自动生成逻辑表达式的中间表达式。在中间表达式中，输入车身信号用INX表示，X表示输入车身信号连接到的可配置客车车身控制系统输入端口的序号或CAN网络传送来的信息的虚拟序号，如IN5；输出车身信号用OUTX表示，X表示输出车身信号连接到的客车车身控制系统的输出端口的序号，如OUT5。

举例如下：对于左侧前转向灯，假设报警灯开关信号、左转向灯开关信号、点火开关ACC位信号和点火开关ON位信号分别连接到可配置客车车身控制系统的输入端口的1号、3号、5号和7号端口。序号为5的输出端口输出的信号驱动左侧前转向灯的控制逻辑表达式为：

左侧前转向灯＝报警灯开关信号‖(左转向灯开关信号&&(点火开关ACC位信号‖点火开关ON位))

根据此逻辑表达式生成的中间表达式为：

OUT5＝IN1‖(IN3&&(IN5‖IN7))

中间代码可以包含若干条指令，每条指令固定长度占用24bit，共有9种类型的指令，其中，所有指令的第16-18bit代表目的寄存器值，000-111分别代表寄存器R0-R7，中间代码指令的编码规则如下：

1.读实时数据库指令：操作码(20-23bit)：0000

功能：将输入实时数据库或输出实时数据库中的字节数据送到通用寄存器中，用于单一输入信号或输出信号作为触发逻辑时使用。

辅助操作码(19bit)：0代表直接寻址方式；源操作数1(8-15bit)：无用；源操作数0(0-7bit)：源操作数在实时数据库中的地址。

2.读16bit常数指令：操作码(20-23bit)：0000；

功能：将16bit常数送到通用寄存器中，用于比较逻辑中的常数存取。

辅助操作码(19bit)：1代表立即数寻址方式；

源操作数0(0-15bit)：常数。

3.逻辑或操作指令：操作码(20-23bit)：1000；

功能：操作数1和操作数2执行逻辑或操作，结果放在通用寄存器中；

辅助操作码(19bit)：0代表直接寻址方式；源操作数1(8-15bit)：源操作数1在实时数据库中的地址；源操作数0(0-7bit)：源操作数0在实时数据库中的地址；

辅助操作码(19bit)：1代表寄存器寻址方式；源操作数1(8-15bit)：源操作数1所在的通用寄存器；源操作数0(0-7bit)：源操作数0所在的通用寄存器。

4.逻辑与操作指令：操作码(20-23bit)：0100；

功能：操作数1和操作数2执行逻辑与操作，结果放在通用寄存器中，用于两个信号的逻辑与操作。0bit-19bit的定义和逻辑或操作指令的相同。

5.逻辑取反操作指令：操作码(20-23bit)：1100；

功能：操作数执行逻辑取反操作，结果放在通用寄存器中，用于信号逻辑取反。

辅助操作码(19bit)：0代表直接寻址方式；源操作数1(8-15bit)：无用；源操作数(0-7bit)：源操作数在实时数据库中的地址；

辅助操作码(19bit)：1代表寄存器寻址方式；源操作数1(8-15bit)：无用；源操作数0(0-7bit)：源操作数0所在的通用寄存器。

6.逻辑比较大于操作指令：操作码(20-23bit)：0010；

功能：操作数1和操作数2执行逻辑比较大于操作，结果放在通用寄存器中，用于一个模拟信号与常数执行逻辑比较大于操作。

7.逻辑比较小于操作指令：操作码(20-23bit)：1010；

功能：操作数1和操作2执行逻辑比较小于操作，结果放在通用寄存器中，用于一个模拟信号与常数执行逻辑比较小于操作。

8.逻辑比较大于等于操作指令：操作码(20-23bit)：0110；

功能：操作数1和操作数2执行逻辑比较大于等于操作，结果放在通用寄存器中，用于一个模拟信号与常数执行逻辑比较大于等于操作。

9.逻辑比较小于等于操作指令：操作码(20-23bit)：1110；

功能：操作数1和操作2执行逻辑比较小于等于操作，结果放在通用寄存器中，用于一个模拟信号与常数执行逻辑比较小于等于操作。

指令6～指令9的0bit～19bit的定义相同，具体为：

辅助操作码(19bit)：1代表直接寻址方式；源操作数1(8-15bit)：源操作数1在实时数据库中的地址；源操作数0(0-7bit)：常数所在的通用寄存器；

辅助操作码(19bit)：0代表寄存器寻址方式；源操作数1(8-15bit)：源操作数1所在的通用寄存器；源操作数0(0-7bit)：常数所在的通用寄存器。

举例：根据左侧前转向灯的逻辑表达式的中间表达式：OUT5＝IN1‖(IN3 &&(IN5‖IN7))，编译后生成的中间代码为0x000001；0x000103；0x000205；0x000307；0x8A0203；0x490102；0x880001。

可配置控制模块2的基础软件解释执行参数配置文件，完成可配置控制模块2的功能设置。可配置控制模块的基础软件从功能上来说，分为两个大的部分，一是下载参数配置文件功能；二是参数配置文件的解释和执行，即对可配置控制模块进行参数配置功能。

参数配置文件的解释执行包含以下几方面的内容：

1.在配置参数下载完成后，执行配置参数下载完成后的初始化程序；

2.参数配置文件中的输入输出端口的类型配置数据，设置各输入、输出端口的信号类型；

3.根据参数配置文件中的CAN总线配置数据，设置CAN总线通信模块25的CAN总线控制器；

4.解释执行输出端口的逻辑表达式的中间代码。

可配置控制模块在配置参数文件下载前，首先进行初始化工作，用于配置参数文件下载的通用I/O口初始化，用于配置参数文件下载的CAN总线控制器初始化，存储器初始化。可配置控制模块完成初始化之后，如果发现存储器中没有合法的参数配置文件，通过CAN总线从车载信息综合模块中下载与之相对应的配置参数文件，并保存在非易失存储器中。如果存在合法的参数配置文件，则基础软件从非易失存储器中读取参数配置文件。

在拥有参数配置文件后，基础软件根据参数配置文件再次进行系统初始化。主要工作包括，和处理器相连的所有SPI总线的初始化、ADC(模拟数字转换器，集成在处理器内部)初始化、CAN总线控制器初始化和所有输入输出端口工作方式的初始化。

系统初始化结束后，基础软件按照参数配置文件中的CAN总线配置数据，设置CAN总线通信模块25，比如在CAN总线通信模块中设置可由CAN总线控制器过滤接收的信息标识符ID号列表。基础软件按照参数配置文件中的输入输出端口的配置数据，设置输入输出端口的工作方式，定时刷新所有输入端口的开关量信号和模拟信号，并根据当前各个信号的状态或数值，解释执行各个控制输出端口的控制逻辑的中间代码，得到每个输出信号端口的控制信号，实现所有客车车身电器设备的控制。基础软件了解中间代码的指令编码规则，因此可以将中间代码解释出来。

具体为：存储器的随机存取存储器中存储有输入实时数据库、输出实时数据库和8个通用寄存器，输入实时数据库用于存储实时的输入信号信息，输出实时数据库用于存储实时的输出信号信息，通用寄存器用于进行逻辑运算的中间数据存储。在客车车身控制系统的可配置控制模块正常运行时，定时读取输入端口的开关量状态信息、模拟输入值和CAN网络传来的数据，并把结果写到存储器的输入实时数据库中。在完成输入数据的刷新之后，可配置控制模块读取每个使用的输出端口的逻辑表达式的中间代码，根据前述的每条指令的编码规则，从存储器的输入实时数据库、输出实时数据库和8个通用寄存器对应的8个临时变量中读取数据，并顺序执行中间代码指令中的逻辑操作，根据执行结果，判断是否需要输出控制信号，如果控制信号输出状态发生变化，将输出端口和输出状态写到输出实时数据库中。

举例：根据前述的中间表达式OUT5＝IN1‖(IN3 &&(IN5‖IN7))编译后生成的中间代码：0x000001；0x000103；0x000205；0x000307；0x8A0203；0x490102；0x880001的解释执行过程如下：

1.从序号为5的输出对应的中间代码存储区中读取第一条指令0x000001；

2.根据指令规定的操作从输入实时数据库中读取数据，数据在输入实时数据库中的偏移地址为1，把数据存放在通用寄存器0对应的临时变量中；

3.从中间代码存储区中读取第二条指令0x000103，根据指令规定的操作从输入实时数据库中读取数据，数据在输入实时数据库中的偏移地址为3，把数据存放在通用寄存器1对应的临时变量中；

4.从中间代码存储区中读取第三条指令0x000205，根据指令规定的操作从输入实时数据库中读取数据，数据在输入实时数据库中的偏移地址为5，把数据存放在通用寄存器2对应的临时变量中；

5.从中间代码存储区中读取第四条指令0x000307，根据指令规定的操作从输入实时数据库中读取数据，数据在输入实时数据库中的偏移地址为7，把数据存放在通用寄存器3对应的临时变量中；

6.从中间代码存储区中读取第五条指令0x8A0203，根据指令规定的操作，将通用寄存器3对应的临时变量中的值和通用寄存器2对应的临时变量中值进行逻辑或操作，结果放在通用寄存器2对应的临时变量中；

7.从中间代码存储区中读取第六条指令0x490102，根据指令规定的操作，将通用寄存器1对应的临时变量中的值和通用寄存器2对应的临时变量中的值进行逻辑与操作，结果放在通用寄存器1对应的临时变量中；

8.从中间代码存储区中读取第七条指令0x880001，根据指令规定的操作，将通用寄存器0对应的临时变量中的值和通用寄存器1对应的临时变量中的值进行逻辑与操作，结果放在通用寄存器0对应的临时变量中。最终得到序号为5的输出端口对应的控制信号值。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，并不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：包括处理器模块(21)，以及和处理器模块(21)分别相连的开关量输入电路(22)、模拟量输入电路(23)、控制信号输出电路(24)、CAN总线通信模块(25)和用于存储参数配置文件的存储器(26)；所述可配置控制模块(2)的输入、输出信号类型、输出端口的控制逻辑由参数配置文件设定。

2.根据权利要求1中所述的一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：所述可配置控制模块(2)的开关量输入电路(22)包括低输入开关量信号采集电路和高输入开关量信号采集电路。

3.根据权利要求2中所述的一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：所述低输入开关量信号采集电路包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)和第三三极管(Q3)；第一三极管(Q1)的发射极接地，集电极串联第二电阻(R2)连接到第二三极管(Q2)的基极，第一三极管(Q1)的基极串联第一电阻(R1)后连接电容充电控制信号LOW_IN_EN，第五电容(C5)和第六电阻(R6)串联连接在第一三极管(Q1)的发射极和第二三极管(Q2)的集电极之间，第三三极管(Q3)的集电极通过串联第六电阻(R6)连接到第二三极管(Q2)的集电极，第三三极管(Q3)的基极串联第七电阻(R7)后连接低输入开关量信号采集控制信号LOW_EN_S，第三三极管(Q3)的发射极经串联的电阻连接到低输入开关量信号输入端；其中，LOW_IN_EN、LOW_EN_S连接处理器模块(21)的输出端口，低输入开关量信号连接处理器模块(21)的输入端口。

4.根据权利要求1中所述的一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：所述可配置控制模块(2)的模拟量输入电路(23)包括电瓶电压采集电路和电阻信号采集电路，所述电阻信号采集电路和发动机水温传感器、机油压力传感器、燃油量传感器或储气筒压力传感器中的一个或几个分别相连。

5.根据权利要求4中所述的一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：所述电阻信号采集电路包括第四三极管(Q4)、第五三极管(Q5)和第六三极管(Q6)；第四三极管(Q4)的发射极接地，集电极串联第三电阻(R3)连接到第五三极管(Q5)的基极，第四三极管(Q4)的基极串联第四电阻(R4)后连接电容充电控制信号RES_CHAR，第三十电容(C30)和第五电阻(R5)串联连接在第四三极管(Q4)的发射极和第五三极管(Q5)的集电极之间，第六三极管(Q6)的集电极串联第五电阻(R5)后连接到第五三极管(Q5)的集电极，第六三极管(Q6)的基极通过第九十电阻(R90)连接电阻输入采集控制信号RES_IN_EN，第六三极管(Q6)的发射极连接信号AD_VBAT，并经串联的电阻连接到电阻信号输入端，电阻信号输入端还经过串联的电阻连接到处理器模块(21)的输入端口；其中，RES_CHAR、RES_IN_EN连接处理器模块(21)的输出端口，信号AD_VBAT连接处理器模块(21)的输入端口。

6.根据权利要求1中所述的一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：所述可配置控制模块(2)的控制信号输出电路(24)包括高端大电流输出电路和桥输出电路。

7.根据权利要求1中所述的一种客车车身控制系统的可配置控制模块(2)，其特征在于：所述处理器模块(21)设置有用于配置参数下载的配置触发信号输入端口(27)和配置触发信号输出端口(28)。

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