專利名稱：一種基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)態(tài)讀取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)態(tài)讀取器，屬于汽車電子控制技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)汽車車身電氣系統(tǒng)中，汽車用電負(fù)載與開關(guān)串聯(lián)，或負(fù)載與開關(guān)所控制電器的 繼電器串聯(lián)。通過開關(guān)按鈕的通斷操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的功率電通斷控制?，F(xiàn)代汽車車身電氣系統(tǒng)中，總線技術(shù)越來越多地被應(yīng)用。應(yīng)用總線技術(shù)的汽車，其 電器與開關(guān)不再是傳統(tǒng)的串聯(lián)關(guān)系，而是開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)通過總線發(fā)送，用電 器從總線接收控制信號(hào)并執(zhí)行其應(yīng)有的工作狀態(tài)?？偩€技術(shù)的應(yīng)用使得車身線束大為簡(jiǎn) 化，降低了線束成本，為汽車留出更大空間；同時(shí)，通過ECU控制器的控制協(xié)調(diào)來替代 傳統(tǒng)的串并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)車載電器約束關(guān)系，管理更為方便。局域互聯(lián)網(wǎng)(Local Interconnect Network,以下簡(jiǎn)稱LIN)是一種成本低廉，應(yīng)用廣泛的汽車總線技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)態(tài)讀取器，基于LIN總線 技術(shù)對(duì)搭電、搭地開關(guān)、開關(guān)類傳感器及開關(guān)類指示器進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車開關(guān)的 狀態(tài)，并與車身LIN總線連接，將開關(guān)狀態(tài)通過LIN總線發(fā)出。本發(fā)明提出的基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)狀態(tài)讀取器，包括搭電開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭電開關(guān)的狀態(tài)，并將開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶總 線通訊模塊的微處理單元可讀取的信號(hào)，由光電隔離芯片(Ul)、電阻(Rl)、電阻 (R2)組成，光電隔離芯片(Ul)的控制高端引腳通過電阻(Rl)與搭電開關(guān)信號(hào)連 接，光電隔離芯片(Ul)的控制低端引腳與搭地信號(hào)連接，光電隔離芯片(Ul)的受控 低端引腳與數(shù)字地信號(hào)連接，光電隔離芯片(Ul)的受控高端引腳通過電阻與數(shù)字電信 號(hào)相連接，同時(shí)將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出至微處理單元；搭地開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭地開關(guān)的狀態(tài)，并將開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶總 線通訊模塊的微處理單元可讀取的信號(hào)，由光電隔離芯片(U2)、電阻(R3)、電阻 (R4)組成，光電隔離芯片(U2)的控制高端引腳通過電阻(R3)與功率電連接，光電 隔離芯片(U2)的控制低端引腳與搭地開關(guān)信號(hào)連接，光電隔離芯片(U2)的受控低端 引腳與數(shù)字地信號(hào)相連接，光電隔離芯片(U2)的受控高端引腳通過電阻與數(shù)字電信號(hào) 相連接，同時(shí)將微處理單元可識(shí)別信號(hào)輸出至微處理單元；帶總線通訊模塊的微處理單元，用于讀取上述搭電開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)和上述搭 地開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)，按照傳輸協(xié)議將讀取的信號(hào)進(jìn)行消息幀編碼，并按照汽車局 域互聯(lián)網(wǎng)總線協(xié)議對(duì)消息幀編碼的電平信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)送至總線接總線接口 ，用于使上述帶總線通訊模塊的微處理單元與通訊總線建立通信關(guān)系。 本發(fā)明提出的基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)態(tài)讀取器，其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)為適用于 汽車普通開關(guān)、開關(guān)類傳感器、以及開關(guān)類指示器，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并通 過總線接口發(fā)送至通訊總線。本發(fā)明的讀取器用于汽車電氣系統(tǒng)的人機(jī)交互操作、電器 控制和故障報(bào)警系統(tǒng)中，總線化的接口使得汽車上大量的開關(guān)及開關(guān)類傳感器、指示器 能夠方便地連接到總線，提供相應(yīng)電器工作所需要的控制信號(hào)，使汽車電氣系統(tǒng)控制簡(jiǎn) 單、線束優(yōu)化、空間節(jié)省，為車載電器的智能化設(shè)計(jì)提供了一種易于實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方案。


圖1為本發(fā)明提出的基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)態(tài)讀取器的電路框圖。 圖2為本發(fā)明的讀取器中的搭電開關(guān)檢測(cè)電路的電路原理圖。 圖3為本發(fā)明的讀取器中的搭地開關(guān)檢測(cè)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出的基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)狀態(tài)讀取器，其電路框圖如圖1所 示，包括搭電開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭電開關(guān)的狀態(tài)，并將開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶總 線通訊模塊的微處理單元可讀取的信號(hào)。搭電開關(guān)檢測(cè)電路的電路原理圖如圖2所示，由光電隔離芯片U1、電阻R1、電阻R2組成，光電隔離芯片U1的控制高端引腳通過電阻R1與搭電開關(guān)信號(hào)SHi連接；光電隔離芯片U1的控制低端引腳與搭地信號(hào)連接；光 電隔離芯片受控低端引腳與數(shù)字地信號(hào)連接；光電隔離芯片受控高端引腳通過電阻與數(shù)字電Vcc連接，同時(shí)引腳輸出微處理單元可識(shí)別信號(hào)PHi至微處理單元。搭地開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭地開關(guān)的狀態(tài)，并將開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶總線通訊模塊的微處理單元可讀取的信號(hào)。搭地開關(guān)檢測(cè)電路的電路原理圖如圖3所示， 由光電隔離芯片U2、電阻R3、電阻R4組成。其連接關(guān)系為光電隔離芯片U2的控制 高端引腳通過電阻R3與功率電連接；光電隔離芯片U2的控制低端引腳與搭地開關(guān)信號(hào)SLi連接；光電隔離芯片受控低端引腳與數(shù)字地信號(hào)連接；光電隔離芯片受控高端引腳通過電阻與數(shù)字電信號(hào)Vcc。帶總線通訊模塊的微處理單元，用于讀取上述搭電開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)和上述搭 地開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)，按照傳輸協(xié)議將讀取的信號(hào)進(jìn)行消息幀編碼，并按照汽車局 域互聯(lián)網(wǎng)總線協(xié)議對(duì)消息幀編碼的電平信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)送至總線接4口。本發(fā)明中的微處理單元采用一種帶總線收發(fā)功能的單片機(jī)及總線信號(hào)收發(fā)模塊的系 統(tǒng)。總線接口，用于使上述帶總線通訊模塊的微處理單元與通訊總線建立通信關(guān)系，為 一種普通接插接口。本發(fā)明的讀取器適用于讀取各種汽車搭電開關(guān)、搭地開關(guān)、普通開關(guān)、以及開關(guān)原 理的傳感器和指示器的開關(guān)狀態(tài)，如發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)開關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火開關(guān)、下車提示按鈕 開關(guān)、剎車開關(guān)、駐車開關(guān)傳、倒車開關(guān)、空擋開關(guān)、倒檔開關(guān)、水位報(bào)警開關(guān)、氣壓 報(bào)警開關(guān)、車門狀態(tài)反饋指示、汽車發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)指示等。本發(fā)明讀取器中的搭地開關(guān)和搭電開關(guān)可以各有多個(gè)，例如可以是m個(gè)搭電開關(guān)檢 測(cè)電路與n個(gè)搭地開關(guān)檢測(cè)電路分別與微處理單元連接，m、 n為自然數(shù)。其中的搭電開關(guān)，就是一端與功率電源連接的開關(guān)，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，輸出開關(guān)狀態(tài) 信號(hào)為高電平信號(hào)；當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，輸出開關(guān)信號(hào)為懸空信號(hào)；所謂搭地開關(guān)，就是一 端與搭地信號(hào)連接的開關(guān)。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，輸出開關(guān)狀態(tài)信號(hào)為搭地信號(hào)；當(dāng)開關(guān)斷開 時(shí)，輸出開關(guān)信號(hào)為懸空信號(hào)。其中的搭地開關(guān)，就是一端與搭地信號(hào)連接的開關(guān)。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，輸出開關(guān)狀態(tài) 信號(hào)為搭地信號(hào)；當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，輸出開關(guān)信號(hào)為懸空信號(hào)。搭地開關(guān)組輸出開關(guān)狀態(tài) 信號(hào)SLl SLn至控制電路。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，光電隔離芯片Ul選用TLP521型號(hào)芯片，由東芝公司生 產(chǎn)；Rl、 R2為普通電阻。光電隔離芯片U2選用TLP521型號(hào)芯片，由東芝公司生產(chǎn)； R3、 R4為普通電阻。帶總線通訊模塊的微處理單元選用帶LIN功能的型號(hào)為 MC68HC908QL4的單片機(jī)和型號(hào)為MC33399的LIN收發(fā)芯片，均由飛思卡爾公司生 產(chǎn)。總線接口為一普通接插接口，用于和通訊總線連接。
權(quán)利要求
1、一種基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)狀態(tài)讀取器，其特征在于該讀取器包括搭電開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭電開關(guān)的狀態(tài)，并將開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶總線通訊模塊的微處理單元可讀取的信號(hào)，由光電隔離芯片(U1)、電阻(R1)、電阻(R2)組成，光電隔離芯片(U1)的控制高端引腳通過電阻(R1)與搭電開關(guān)信號(hào)連接，光電隔離芯片(U1)的控制低端引腳與搭地信號(hào)連接，光電隔離芯片(U1)的受控低端引腳與數(shù)字地信號(hào)連接，光電隔離芯片(U1)的受控高端引腳通過電阻與數(shù)字電信號(hào)相連接，同時(shí)將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出至微處理單元；搭地開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭地開關(guān)的狀態(tài)，并將開關(guān)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶總線通訊模塊的微處理單元可讀取的信號(hào)，由光電隔離芯片(U2)、電阻(R3)、電阻(R4)組成，光電隔離芯片(U2)的控制高端引腳通過電阻(R3)與功率電連接，光電隔離芯片(U2)的控制低端引腳與搭地開關(guān)信號(hào)連接，光電隔離芯片(U2)的受控低端引腳與數(shù)字地信號(hào)相連接，光電隔離芯片(U2)的受控高端引腳通過電阻與數(shù)字電信號(hào)相連接，同時(shí)將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出至微處理單元；帶總線通訊模塊的微處理單元，用于讀取上述搭電開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)和上述搭地開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)，按照傳輸協(xié)議將讀取的信號(hào)進(jìn)行消息幀編碼，并按照汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線協(xié)議對(duì)消息幀編碼的電平信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)送至總線接口；總線接口，用于使上述帶總線通訊模塊的微處理單元與通訊總線建立通信關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于汽車局域互聯(lián)網(wǎng)總線的開關(guān)狀態(tài)讀取器，屬于汽車電子控制技術(shù)領(lǐng)域。本讀取器包括用于檢測(cè)汽車搭電開關(guān)狀態(tài)的搭電開關(guān)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)汽車搭地開關(guān)狀態(tài)的搭地開關(guān)檢測(cè)電路，用于讀取上述開關(guān)檢測(cè)電路輸出信號(hào)并按照傳輸協(xié)議將讀取的信號(hào)進(jìn)行消息幀編碼和信號(hào)電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)送至總線接口的帶總線通訊模塊的微處理單元，以及用于使上述帶總線通訊模塊的微處理單元與通訊總線建立通信關(guān)系的總線接口。本發(fā)明讀取器的優(yōu)點(diǎn)為適用于汽車普通開關(guān)、開關(guān)類傳感器、以及開關(guān)類指示器，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和開關(guān)狀態(tài)信號(hào)輸出，為車載電器的智能化設(shè)計(jì)提供了一種易于實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方案。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101323281SQ200810116810
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者張新豐, 李克強(qiáng), 楊殿閣, 王建強(qiáng), 羅禹貢, 雯 薛, 連小珉, 鄭四發(fā), 良 陸 申請(qǐng)人:清華大學(xué)