LIN总线传感器调试装置的研制

时间：2024-09-03

国机传感科技有限公司张娜何方王松亭韩策袁峰张军金东义

本文介绍的是一种操作方便、调试效率高、出错率低，可实现传感器参数设定、模式切换、测试数据比较分析及长期稳定性监视等功能的LIN总线传感器调试装置，主要用于总线仿真，ECU测试，传感器自动化调试等。

世界汽车工业迅猛发展，传感器越来越多地被应用于汽车技术之中，传感器在汽车的安全性、舒适性、方便性、多功能性等许多方面都发挥着重要的作用。

随着新能源汽车、智能汽车、无人驾驶汽车的快速发展，对传感器协调与通讯要求越来越高，促进了总线技术的发展。

LIN总线（Local Interconnect Network局部互联网）是针对汽车分布式电子系统而定义的一种低成本的串行通讯网络，是对控制器区域网络(CAN)等其它汽车多路网络的一种补充，适用于对网络的带宽、性能或容错功能没有过高要求的应用。由于其较低的成本和较宽的适用性，近几年迅速发展起来。主要用于对总线性能要求不高的车身系统，如车门、空调、雨刷、灯光等智能传感器、执行器的连接和控制。实现了一种具有成本效益的智能传感器和执行器的通讯方式。

LIN总线汽车传感器的大量应用，使得LIN总线传感器的调试装置的作用越来越重要。在LIN传感器的研发、调试过程中，需要根据实验结果修改传感器内部参数的配置，同时需要仪器实时动态监测传感器的内部测试数据。目前，国内商品化的LIN总线调试器品种少、价格昂贵、功能不完善。常需要多台仪器及调试设备配合，调试效率低，无法满足汽车LIN总线传感器研发及调试的工作。因此，研发一款通用的LIN总线的传感器调试装置，满足现代化汽车众多LIN总线传感器的研发与调试需求，具有十分重要的意义。

1 设计方案

本文介绍的是一种操作方便、调试效率高、出错率低，可实现传感器的参数设定、模式切换、测试数据显示与比较分析及LIN传感器长期稳定性监视等功能的LIN总线传感器调试装置。

1.1 硬件电路设计

1.1.1 LIN总线传感器调试装置的结构组成

本文研制的汽车LIN总线传感器调试装置主要由主板、电源，显示屏、触控面板、机箱、接插件等组成。主板主要由单片机、LIN总线通讯电路、DCDC电源变换电路、触控输入、显示输出及驱动电路等部分组成。

图1 硬件结构

其硬件结构如图1所示。

1.1.2 中央处理器

采用意法半导体公司生产的STM8AF5289作为核心中央处理器，STM8AF5289为汽车级64脚8位单片机，内置高达128K字节的闪存、数据EEPROM、10位ADC、定时器、LIN、CAN、USART、SPI、I2C，支持3到5.5V供电。

1.1.3 LIN收发器电路设计

在本设计中，采用TJA1028总线收发器作为LIN总线通讯芯片，TJA1028便于开发本地互连网络(LIN)总线系统中的紧凑型节点。TJA1028是NXP推出的一款LIN 2.0/2.1/SAE J2602收发器，带有集成低压差LDO。

图2 LIN总线收发器电路原理

LIN总线收发器电路原理如图2所示。

1.1.4 开关量输入通道的设计

本文介绍的LIN总线传感器调试装置具有1个开关量输入的控制接口，用于接收外部执行机构的状态信号的反馈，开关量输入通道采用日本东芝公司的TLP290光电耦合器进行设计。

图3 开关量输入电路

1.1.5 控制接口的设计

本文介绍的LIN总线传感器调试装置具有12个开关量输出的控制接口，其中8个用于LIN总线传感器同时测试的通道切换，另外4个用于外部执行机构的控制。调试装置控制接口的控制原理如图4所示。

1.1.6 触摸屏电路设计

显示界面和控制面板采用ATK-7’TFTLCDV2电容触摸屏设计，是一款高性能7寸电容触摸屏，显示清晰，速度快，支持多点触控，很好的满足输入输出要求。

1.2 调试装置软件设计

LIN总线传感器调试装置的软件设计：采用循环扫描触控点检测菜单命令，按用户指令执行相应命令，通过中断处理和LIN通讯实现传感器的调试处理。

图4 调试装置控制接口电路

图5 调试装置软件流程图

触控点检测菜单包括参数配置、历史数据、长期稳定性考核、手/自动切换及通道切换（图5）。

本文介绍的LIN总线传感器调试装置操作方便、调试效率高、出错率低，可实现传感器的参数设定、模式切换、测试数据显示与比较分析及LIN传感器长期稳定性监视等功能。软件设计的LIN通讯报文帧数据场，为了更好的适应传感器海量数据的传输，采用＞8字节的数据场进行编码处理，解决复杂数据处理问题，减少了出错率提高了传输效率。