CN2733482Y

CN2733482Y - 一种汽车总线同步信号通讯控制系统

Info

Publication number: CN2733482Y
Application number: CN 200420053665
Authority: CN
Inventors: 吴开风; 潘景文
Original assignee: Hanhasen Linear-Control Sci & Tech Co Ltd Xiamen
Current assignee: Hanhasen Linear-Control Sci & Tech Co Ltd Xiamen
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2014-09-10

Abstract

本实用新型公开了一种汽车总线同步信号通讯控制系统，它由主控装置、若干个从控装置以及连接于主控装置和若干个从控装置之间的总线组成；主控装置包括多路开关、微控制器、信号驱动电路、晶振电路、复位电路、电源电路；从控装置包括总线信号整形电路、微控制器、驱动电路、晶振电路、复位电路、电源电路；主控装置通过采集开关信息并转换成对应的控制信号，用同步信号传输技术发送到总线上，而从控装置则负责从总线上接收信号，用同步信号接收技术接收和核对控制信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，从控装置即驱动相应的电器负载进行工作。可以有效地防止系统信号的串频误接收和系统信号的干扰丢失而引起的两类错误动作，真正做到系统信号的可靠传输与接收。

Description

一种汽车总线同步信号通讯控制系统

技术领域

本实用新型属于应用于汽车电子技术领域的一种简单可靠、实用的现场总线控制技术，特别是涉及一种在各控制节点分别工作在大温差环境下，可保证信号高容错、高可靠性地进行传递和接收的汽车总线同步信号通讯控制系统。

背景技术

汽车是一种重要的陆上客/货运交通工具，随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的大幅提高，以及交通网线的纵横交错、四通八达，我国汽车产量和保有量都呈大幅增长之势，同时由于人们对现代文明的追求，安装在汽车上的安全、舒适、娱乐等电器装置也愈来愈多，使得对汽车用电器的控制日愈复杂。早期在汽车上所采用的控制方式是把每个用电器用单独的导线和开关串联起来进行控制，这种方式在早期车用电器还不多的情况下，具有较好的适应性和控制稳定性，但是随着用电器的增多，连接的导线也越来越多，这就给布线和维修带来了很大的不便，同时，电路故障也会随导线的增多而增加。在现有的汽车电器控制系统中，采用CAN(CONTROLLER AREA NETWORK)总线方式是解决这一问题的有效方法，但成本较高。为降低成本现也有采取CAN与LIN(LOCALINTERCONNECT NETWORK)两种总线相结合的方法，但总体成本仍然较高，国内车厂难以接受。国内也曾有试图用其他简单通信控制方式解决这一问题的不少方案，但均因错误率高导致可靠性差而难以产品化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有汽车总线技术成本高、其他控制方式复杂或虽然简单但可靠性差的缺点，提供一种用于汽车的经济、可靠、实用的同步信号通讯控制总线传输技术，以达到提高汽车电器控制系统的产品性价比之目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车总线同步信号通讯控制系统，由主控装置、若干个从控装置以及连接于主控装置和若干个从控装置之间的总线组成；

主控装置包括：

一多路开关，多路开关上设有多个可实现对不同用电器进行操作控制的开关按键，其作用在于通过对各开关按键的操作动作产生出相应的开关信号，输出给微控制器(MCU)；

一微控制器(MCU)，内设有可编程分频器(PFD)，其作用在于对输入的开关信号进行收集，处理成带有同步头信号的标准脉冲群，并以一定的脉冲次数和脉冲包络宽度输出；

一信号驱动电路，采用双MOS管驱动，其作用在于使信号波形稳定并有很好的长线驱动能力，增加信号的抗干扰的能力；

一晶振电路，其作用在于向微控制器(MCU)提供时间脉冲信号；

一复位电路，其作用在于确保微控制器(MCU)在上电时可以安全的复位并有电源电压监视功能，即当电源电压低于给定值时，强行让MCU复位以免其误动作；

一电源电路，其作用在于对输入的电源信号进行稳压处理，向微控制器(MCU)及外围电路提供工作电源；

在主控装置中，多路开关的信号输出接至微控制器(MCU)的输入，前者向后者输出开关信号；电源电路、晶振电路、复位电路分别与微控制器(MCU)相连接；微控制器(MCU)的输出接至信号驱动电路的输入，前者向后者输出带有同步头信号的脉冲群；信号驱动电路的输出接至总线；

从控装置包括：

一总线信号整形电路，其作用在于采用电容信号偶合输入，增加抗干扰能力；引入门电路使信号波形恢复成标准的方波并输出给微控制器(MCU)；

一微控制器(MCU)，其作用在于对输入的标准方波信号进行处理，先侦测同步头，在侦测到同步头后，根据相应的离同步头的时间距离处出现的信号群、脉冲包络宽度及脉冲频次，来判定相应各路开关信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，向驱动电路输出控制信号；

一驱动电路，其作用在于依控制信号以及功率开关反馈的过温、过压、过流、短路和断路等信息并经MCU处理采取多种保护措施向功率开关输出驱动信号，功率开关根据驱动信号向外部负载输出或关断驱动电流；

在从控装置中，总线信号整形电路的输入接至总线，总线信号整形电路的输出接至微控制器(MCU)的输入，前者向后者输出MCU可识别的标准的方波信号，后者接收和校对来自前者的同步信号；电源电路、晶振电路、复位电路分别与微控制器(MCU)相连接；MCU的输出接至驱动电路的输入，前者向后者输出驱动信号；驱动电路的输出接至用电器。

所述的主控装置还包括设有电子系统保护电路，电子系统保护电路ESD设在MCU与外部开关信息输入电路的连接端口处。

所述的从控装置还包括设有电子系统保护电路，电子系统保护电路ESD设在MCU与总线信号整形电路的连接端口处。

在使用时，主控装置负责采集开关信息，并转换成对应的控制信号，用同步信号传输技术发送到总线上；总线是一根屏蔽线或普通导线，负责主控装置到从控装置之间控制信号的传递；从控装置负责从总线上接收信号，用同步信号接收技术接收和核对控制信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，从控装置即驱动相应的用电器负载进行工作。为使控制信号安全可靠地发送与接收，本实用新型采用了时间位置和脉冲次数同时约定的方式，既在时间区位上对脉冲群的位置进行判定，又对脉冲次数和脉冲包络宽度进行查验，以有效地防止系统信号的串频误接收和系统信号的干扰丢失而引起的两类错误动作，真正做到系统信号的可靠传输与接收。

主控装置在采集到多路开关信息后，以较高的刷新速率把信号发到总线；为了能够保证发送到总线的信号是标准稳定的脉冲信号，本实用新型采用了MCU的可编程分频器Programmable Frequency Divider(PFD)功能去生成系统的标准信号群；可编程分频器PFD采用定时器定时，当时间计数到时，会产生定时溢出信号并由硬件驱动输出脉冲信号，信号群频次的变化只要改变定时器的设定值即可，因此；输出的信号稳定，硬件成本低、易于实现系统的扩展。

在从控装置的接收端，通过整形电路后，还原出接收节点MCU可识别的标准的方波信号；从控装置的MCU在处理总线信号时，先侦测同步头，在侦测到同步头后，根据相应的离同步头的时间距离处出现的信号群、脉冲包络宽度及脉冲频次，来判定相应各路开关信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，才确认此信号，从而保证信号安全可靠地被接收。

本实用新型的有益效果是，由于采用了一主控装置、若干个从控装置以及连接于主控装置和若干个从控装置之间的总线来构成汽车总线同步信号通讯控制系统，主控装置负责采集开关信息，并转换成对应的控制信号，用同步信号传输技术发送到总线上，而从控装置则负责从总线上接收信号，用同步信号接收技术接收和核对控制信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，从控装置即驱动相应的电器负载进行工作，这种在时间区位上既对脉冲群的位置进行判定，又对脉冲次数和脉冲包络宽度进行查验的方法，可以有效地防止系统信号的串频误接收和系统信号的干扰丢失而引起的两类错误动作，真正做到系统信号的可靠传输与接收，这种充分发挥MCU的各项特殊功能，使得信号生成的硬件电路简单且稳定可靠，同时实现了对控制量及其对应关系的设计简单灵活，易于实现标准化、模块化，方便维修；由于在信号接收上采用了合理的整形电路，用MCU同时检测信号的同步性、脉冲包络宽度及脉冲次数，增加了对信号真伪的识别能力和系统纠错能力；从而达到了软硬件实现简单，经济实用，同时有很高的安全可靠性。

附图说明

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种汽车总线同步信号通讯控制系统不局限于实施例。

图1是本实用新型的系统结构框图；

图2是本实用新型的主控装置的结构框图；

图3是本实用新型的从控装置的结构框图。

具体实施方式

参见附图所示，本实用新型的一种汽车总线同步信号通讯控制系统，由主控装置1、若干的从控装置2以及连接于主控装置1和若干的从控装置2之间的总线3组成。

主控装置1包括有一多路开关11、一微控制器12、一信号驱动电路13、一晶振电路14、一复位电路15、一电源电路16；

其中，多路开关11上设有多个可实现对不同用电器进行操作控制的开关按键，多路开关11的作用在于通过各开关按键的操作动作产生出相应的开关信号，输出给微控制器12；微控制器12内设有可编程分频器121，微控制器12的作用在于对输入的开关信号进行收集，处理成带有同步头信号的标准脉冲群，并以一定的脉冲次数和脉冲包络宽度输出；为了能够正确的采集到开关信息并减少对微控制器12端口的冲击，可采用多种保护措施，例如：旁路电容，光偶隔离，ESD保护，电压嵌位等措施，本实施例采用电子系统保护电路122，电子系统保护电路122设在微处理器12与多路开关11的连接端口处；信号驱动电路13采用双MOS管驱动，信号驱动电路13的作用在于使信号波形稳定并有很好的长线驱动能力，增加信号的抗干扰能力；晶振电路14是微控制器MCU的“心脏”，可采用高精度，低温漂的晶振，晶振电路14的作用在于向微控制器12提供时间脉冲信号；复位电路15可采用专用的复位芯片，复位电路15的作用在于确保微控制器12在上电时可以安全的复位并在正常工作时有一定的抗干扰能力；电源电路16可适用于12、24、36、42V电压系统，电源电路16的作用在于对输入的电源进行稳压处理，并向微控制器12及外围电路提供工作电源。

在主控装置1中，多路开关11的信号输出接至微控制器12的输入，前者向后者输出开关信号；电源电路16、晶振电路14、复位电路15分别与微控制器12相连接；微控制器12的输出接至信号驱动电路13的输入，前者向后者输出带有同步头信号的脉冲群；信号驱动电路13的输出接至总线3。

从控装置2包括一总线信号整形电路21、一微控制器22、一驱动电路23、一晶振电路24、一复位电路25、一电源电路26；

其中，总线信号整形电路21采用电容信号偶合输入，可增加抗扰能力，而门电路的引入，可使信号波形恢复成标准的方波，总线信号整形电路21的作用在于采用电容信号偶合输入，增加抗干扰能力，引入门电路使信号波形恢复成标准的方波并输出给微控制器22；微控制器22的作用在于对输入的标准方波信号进行处理，先侦测同步头，在侦测到同步头后，根据相应的离同步头的时间距离处出现的信号群、脉冲包络宽度及脉冲频次，来判定相应各路开关信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，向驱动电路23输出控制信号；在微控制器22与总线信号整形电路21的连接端口处还设有电子系统保护电路221；驱动电路23的作用在于依控制信号以及功率开关反馈的过温、过压、过流、短路和断路等信息并经MCU处理采取多种保护措施向功率开关输出驱动信号，功率开关根据驱动信号向外部负载27输出或关断驱动电流；晶振电路24的作用在于向微控制器22提供时间脉冲信号；复位电路25的作用在于确保微控制器22在上电时可以安全的复位并在正常工作时有一定的抗干扰能力；电源电路26的作用在于对输入的电源进行稳压处理，并向微控制器22及外围电路提供工作电源。

在从控装置2中，总线信号整形电路21的输入接至总线3，总线信号整形电路21的输出接至微控制器22的输入，前者向后者输出MCU可识别的标准的方波信号；电源电路26、晶振电路24、复位电路25分别与微控制器22相连接；微控制器22的输出接至驱动电路23的输入，前者向后者输出驱动信号；驱动电路23的输出接至用电器27。

在使用时，主控装置1负责采集开关信息，并转换成对应的控制信号，用同步信号传输技术发送到总线3上；总线3是一根屏蔽线或普通导线，负责主控装置1到从控装置2之间控制信号的传递；从控装置2负责从总线3上接收信号，用同步信号接收技术接收和核对控制信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，从控装置2即驱动相应的用电器负载27进行工作。为使控制信号安全可靠地发送与接收，本实用新型采用了时间位置和脉冲次数同时约定的方式，既在时间区位上对脉冲群的位置进行判定，又对脉冲次数和脉冲包络宽度进行查验，以有效地防止系统信号的串频误接收和系统信号的干扰丢失而引起的两类错误动作，真正做到系统信号的可靠传输与接收。

主控装置1在采集到多路开关11信息后，以较高的刷新速率把信号发到总线3；为了能够保证发送到总线3的信号是标准稳定的信号，本实用新型采用了MCU的可编程分频器Programmable Frequency Divider(PFD)功能去生成系统的标准信号群；可编程分频器PFD采用定时器定时，当时间计数到时，会产生定时溢出信号并由硬件驱动输出脉冲信号，信号群频次的变化只要改变定时器的设定值即可，因此；输出的信号稳定，硬件成本低、易于实现系统的扩展。

在从控装置2的接收端，通过整形电路21后，还原出接收节点MCU可识别的标准的方波信号；从控装置2的MCU22在处理总线信号时，先侦测同步头，在侦测到同步头后，根据相应的离同步头的时间距离处出现的信号群、脉冲包络宽度及脉冲频次，来判定相应各路开关信息，在连续接收和核对到某一控制信息后，才确认此信号，从而保证信号安全可靠地被接收。

Claims

1.一种汽车总线同步信号通讯控制系统，其特征在于：它由主控装置、若干个从控装置以及连接于主控装置和若干个从控装置之间的总线组成；

主控装置包括一多路开关、一微控制器MCU、一信号驱动电路、一晶振电路、一复位电路、一电源电路；多路开关的信号输出接至MCU的输入，前者向后者输出开关信息；电源电路、晶振电路、复位电路分别与MCU相连接；MCU的输出接至信号驱动电路的输入，前者向后者输出带有同步头信号的脉冲群；信号驱动电路的输出接至总线；

从控装置包括一总线信号整形电路、一微控制器MCU、一驱动电路、一晶振电路、一复位电路、一电源电路；总线信号整形电路的输入接至总线；总线信号整形电路的输出接至MCU的输入，前者向后者输出MCU可识别的标准的方波信号，后者接收和校对来自前者的同步信号；电源电路、晶振电路、复位电路分别与MCU相连接；MCU的输出接至驱动电路的输入，前者向后者输出驱动信号；驱动电路的输出接至用电器。

2.根据权利要求1所述的一种汽车总线同步信号通讯控制系统，其特征在于：所述的主控装置还包括设有电子系统保护电路，电子系统保护电路ESD设在MCU与多路开关的连接端口处。

3.根据权利要求1所述的一种汽车总线同步信号通讯控制系统，其特征在于：所述的从控装置还包括设有电子系统保护电路，电子系统保护电路ESD设在MCU与总线信号整形电路的连接端口处。