汽车单片机单元课件4.ppt
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- 汽车 单片机 单元 课件
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1、四四 奥迪奥迪A6轿车总线系统检修轿车总线系统检修n4.1 CAN总线总线n4.2 LIN总线总线n4.3 MOST总线系统总线系统n4.4 奥迪奥迪A6轿车网络控制电气系统轿车网络控制电气系统n4.5 故障案例故障案例下一页返回4.1 CAN总线总线奥迪奥迪A6A6轿车采用多种新型的网络数据总线传输系统。轿车采用多种新型的网络数据总线传输系统。LIN,LIN,MOST,BluetoothMOST,Bluetooth等新型总线传输系统。等新型总线传输系统。4.1 CAN总线总线4.1 CAN总线总线4.1.1驱动系统驱动系统CAN总线总线1.驱动系统驱动系统CAN总线组成总线组成驱动系统驱动系
2、统CAN总线连接发动机控制单元、变速器控制单元、制总线连接发动机控制单元、变速器控制单元、制动动ESP控制单元、安全气囊控制单元等控制单元、安全气囊控制单元等4.1 CAN总线总线4.1 CAN总线总线 发动机大灯照程调节安全气囊网关ESP转向柱电器电子驻车制动变速箱4.1 CAN总线总线特征特征 传输率传输率 500 kbit/s 级别级别CAN/C 双绞线双绞线 高线高线 橙橙/黑色黑色低线低线 橙橙/棕色棕色 不能单线运行不能单线运行 在一根线断路在一根线断路/短路所有功能关断短路所有功能关断上一页 下一页返回4.1 CAN总线总线4.1.2舒适系统舒适系统CAN总线总线1.舒适系统舒适
3、系统CAN总线组成总线组成舒适系统舒适系统CAN总线连接空调控制单元、停车辅助控制单元、挂总线连接空调控制单元、停车辅助控制单元、挂车控制单元、蓄电池能量管理单元、车门控制单元、电子转向车控制单元、蓄电池能量管理单元、车门控制单元、电子转向柱锁控制单元等柱锁控制单元等中央模块舒适系统(ILM 后)停车辅助(APS)轮胎气压监控车载控制单元1(ILM-司机侧)座椅记忆网关车载控制单元 2(ILM 副司机侧)电子后座椅挂车多功能方向盘电瓶能量管理者门控制单元电子转向柱锁(ELV)门控制单元转向柱开关模块(SMLS)4.1 CAN总线总线特征特征 传输率传输率 100 kbit/s 级别级别CAN/
4、B 双绞线双绞线 高线高线 橙橙/绿色绿色低线低线 橙橙/棕色棕色 点火开关关断后的要求点火开关关断后的要求-拔下插头时产生故障记忆拔下插头时产生故障记忆-注意静电流注意静电流!具有单线运行能力具有单线运行能力4.1 CAN总线总线上一页返回4.2 LIN总线总线4.2.1概述概述1.LIN总线的含义总线的含义LIN是是Local Interconnect Network的缩写,它也被称为的缩写,它也被称为“局域网子系统局域网子系统”,即,即LIN总线是总线是CAN总线网络下的子系统。总线网络下的子系统。车上各个车上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过总线系统之间的数据交换是由控制
5、单元通过CAN数据总线实现的。数据总线实现的。4.2 LIN总线总线CAN-AntriebLIN新鲜空气鼓风机轮胎气压监控ILM-司机侧轮胎气压监控天线空调脚坑辅助加热转向柱开关模块多功能方向盘LIN-空调空调LIN-轮胎压轮胎压力控制力控制(high-Variante)雨刮控制安全气囊座椅占用识别(USA)ILM-后LIN-安安全气囊全气囊LIN-防盗报防盗报警装置警装置CAN-Komfort下一页返回2.LIN总线传输特征总线传输特征LIN是低成本的串行通信网络,用于实现汽车中的分布式是低成本的串行通信网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。电子系统控制。LIN总线为汽车网络提供辅助性的
6、功能。总线为汽车网络提供辅助性的功能。4.2 LIN总线总线最大传输速率为最大传输速率为19.2 khit/s。低成本基于通用低成本基于通用UART接口,几乎所有微控制器都具备接口,几乎所有微控制器都具备LIN 必需的硬件。必需的硬件。只需要一根数据传输线。只需要一根数据传输线。单主控制器单主控制器/多从控制器设备模式无须仲裁机制,通过单主多从控制器设备模式无须仲裁机制,通过单主/多从的原则保证系统安全多从的原则保证系统安全从节点不需振荡器就能实现同步,节省了多从控制器部件的从节点不需振荡器就能实现同步,节省了多从控制器部件的硬件成本。硬件成本。保证信号传输的延迟时间。保证信号传输的延迟时间。
7、不需要改变不需要改变LIN节点上的硬件和软件就可以在网络上增加节节点上的硬件和软件就可以在网络上增加节点。点。通常一个通常一个LIN网络上节点数目小于网络上节点数目小于12个,共有个,共有64个标志符。个标志符。单线,基本色单线,基本色:紫色紫色+标识色。标识色。4.2 LIN总线总线上一页 下一页返回LIN总线系统采用单线制,一个主控制单元最多与总线系统采用单线制,一个主控制单元最多与16个从控个从控制单元进行数据交换。制单元进行数据交换。4.2 LIN总线总线4.2 LIN总线总线该控制单元连接在该控制单元连接在CAN数据总线上,它执行数据总线上,它执行LIN的主功能。的主功能。其主要作用
8、其主要作用:监控数据传递和数据传递的速率,发送信息标题监控数据传递和数据传递的速率,发送信息标题 该控制单元的软件内已经设定了一个周期,这个周期用该控制单元的软件内已经设定了一个周期,这个周期用于决定何时将哪些信息发送到于决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上多少次。数据总线上多少次。该控制单元在该控制单元在LIN数据总线与数据总线与CAN总线之间起总线之间起“翻译翻译”。它是它是LIN总线系统中唯一与总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元。数据总线相连的控制单元。通过通过LIN主控制单元进行主控制单元进行LIN系统自诊断系统自诊断上一页 下一页返回4.2.2 LIN总线组成和工作原理
9、总线组成和工作原理1.LIN主控制单元主控制单元4.2 LIN总线总线上一页 下一页返回2.LIN总线从控制器总线从控制器在在LIN数据总线系统内,单个控制单元、传感器及执行元数据总线系统内,单个控制单元、传感器及执行元件都可以看作件都可以看作LIN总线主控制的从控制单元。总线主控制的从控制单元。4.2 LIN总线总线LIN从控制单元的特点如下从控制单元的特点如下:接收、传递或忽略与从主控制系统接收到的信息标题相关接收、传递或忽略与从主控制系统接收到的信息标题相关的数据的数据可以通过一个可以通过一个“叫醒叫醒”信号时,唤醒主系统。信号时,唤醒主系统。检查对所接收数据的检查总量。检查对所接收数据
10、的检查总量。对所发送数据的检查总量进行计算。对所发送数据的检查总量进行计算。同主系统的同步字节保持一致。同主系统的同步字节保持一致。只能按照主系统的要求同其他子系统进行数据交换。只能按照主系统的要求同其他子系统进行数据交换。4.2 LIN总线总线上一页 下一页返回3.数据传递过程数据传递过程一个一个LIN总线的子系统总是由主系统发送相应的信息标题要总线的子系统总是由主系统发送相应的信息标题要求时,它才向求时,它才向LIN总线发送数据。所发送的数据可供每个总线发送数据。所发送的数据可供每个LIN数据总线控制单元接收。数据总线控制单元接收。4.2 LIN总线总线4.2 LIN总线总线奥迪奥迪A6轿
11、车空调系统的轿车空调系统的LIN系统框图系统框图4.2 LIN总线总线4.2 LIN总线总线4.2 LIN总线总线上一页 下一页返回4.信号信号(1)信号电平信号电平隐性电平隐性电平:如果无信息发送到如果无信息发送到LIN数据总线上或者发送到数据总线上或者发送到LIN数数据总线上的是一个隐性信号,那么数据总线导线上的电压就是据总线上的是一个隐性信号,那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。蓄电池电压。显性电平显性电平:为了将显性信号传到为了将显性信号传到L1N数据总线上,发送控制单元数据总线上,发送控制单元内的收发器将数据总线导线接地内的收发器将数据总线导线接地4.2 LIN总线总线4.2 L
12、IN总线总线上一页 下一页返回4.2 LIN总线总线上一页 下一页返回4.2 LIN总线总线5.信息格式信息格式(1)信息标题的格式信息标题的格式上一页 下一页返回4.2 LIN总线总线(2)信息内容的格式信息内容的格式在信息内容中,确认领域中确定的数据领域个数会被传输。在信息内容中,确认领域中确定的数据领域个数会被传输。上一页 下一页返回4.2 LIN总线总线6.LIN总线系统的物理结构总线系统的物理结构4个信号收发两用机的任何一个都可以接通所属的晶体管,由个信号收发两用机的任何一个都可以接通所属的晶体管,由此将此将LIN总线与负极连接。在这种情况下,会由一个发送器传总线与负极连接。在这种情
13、况下,会由一个发送器传输一个主导位,如果晶体管都不导通,在输一个主导位,如果晶体管都不导通,在LIN总线电路上为高总线电路上为高电压。电压。4.2 LIN总线总线4.2 LIN总线总线7.奥迪奥迪A6轿车舒适系统轿车舒适系统LIN总线总线(1)奥迪奥迪A6的的LIN总线上的控制单元总线上的控制单元车顶车顶:湿度传感器、光敏传感器、信号灯控制、汽车顶篷等。湿度传感器、光敏传感器、信号灯控制、汽车顶篷等。车门车门:车窗玻璃、中控锁、车窗玻璃开关、门窗提手等。车窗玻璃、中控锁、车窗玻璃开关、门窗提手等。车头车头:传感器、小电动机、方向盘、方向控制开关、挡风玻传感器、小电动机、方向盘、方向控制开关、挡
14、风玻璃上的擦拭装置、方向灯、无线电、空调、座椅、座椅控制璃上的擦拭装置、方向灯、无线电、空调、座椅、座椅控制电动机、转速传感器等。电动机、转速传感器等。上一页 返回4.2 LIN总线总线(2)LIN总线控制实例总线控制实例雨刮器操纵信号控制流程雨刮器操纵信号控制流程下一页返回4.3 MOST总线系统总线系统MOST是媒体信息的传送的网络标准,采用塑料光缆协议。是媒体信息的传送的网络标准,采用塑料光缆协议。4.3 MOST总线系统总线系统传输速度高传输速度高4.3 MOST总线系统总线系统光波光波的波长光波光波的波长更短,不会产生更短,不会产生电磁干扰,同时电磁干扰,同时对电磁干扰也不对电磁干扰
15、也不敏感。敏感。数字方式传送数数字方式传送数据据 导线少且重量轻导线少且重量轻的优点,的优点,保证低成本的条件下,可以达到保证低成本的条件下,可以达到24.8 Mbit/s的数据传输的数据传输速度。速度。无论是否有主控计算机都可以工作。无论是否有主控计算机都可以工作。使用使用POF(Plastic Optical Fiher)优化信息传送质量。优化信息传送质量。支持声音和压缩图像的实时处理。支持声音和压缩图像的实时处理。支持数据的同步和异步传输。支持数据的同步和异步传输。发送发送/接收器嵌有虚拟网络管理系统。接收器嵌有虚拟网络管理系统。支持多种网络连接方式,提供支持多种网络连接方式,提供MOS
16、T设备标准,方便、简洁设备标准,方便、简洁地应用系统界面。地应用系统界面。通过采用通过采用MOST,不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、,不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、降低噪声,而且可以减轻系统开发技术人员的负担,最终在用降低噪声,而且可以减轻系统开发技术人员的负担,最终在用户处实现各种设备的集中控制。户处实现各种设备的集中控制。光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。4.3 MOST总线系统总线系统上一页 下一页返回MOST数据总线的环形结构数据总线的环形结构4.3 MOST总线系统总线系统各控制单元之间通过一个环形数据总线连接,该总线只
17、向一个各控制单元之间通过一个环形数据总线连接,该总线只向一个方向传输数据,这意味着一个控制单元总是拥有方向传输数据,这意味着一个控制单元总是拥有2根光纤,一根根光纤,一根用于发射机,另一根用于接收机。用于发射机,另一根用于接收机。4.3 MOST总线系统总线系统上一页 下一页返回4.3 MOST总线系统总线系统奥迪奥迪A6轿车轿车MOST总线的控制单元结构总线的控制单元结构4.3 MOST总线系统总线系统(1)光导纤维一光导插头光纤使用专门的光学插头与控制单元光导纤维一光导插头光纤使用专门的光学插头与控制单元连接。插头上的一个信号方向箭头表明连接。插头上的一个信号方向箭头表明(至接收机的至接收
18、机的)输入端,输入端,插头外壳形成与控制单元的连接。光信号通过由光导纤维导线插头外壳形成与控制单元的连接。光信号通过由光导纤维导线和光导插头进入控制单元或传往下一个总线用户。和光导插头进入控制单元或传往下一个总线用户。(2)电气插头电气插头该插头用于供电、环断裂自诊断以及输入该插头用于供电、环断裂自诊断以及输入/输出信号。输出信号。4.3 MOST总线系统总线系统(3)控制单元电源模块控制单元电源模块由电气插头送入的电再由内部供电装置分送到各个部件,这样就由电气插头送入的电再由内部供电装置分送到各个部件,这样就可单独关闭控制单元内某一部件,从而降低了静态电流。可单独关闭控制单元内某一部件,从而
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