LIN總線傳感器調試裝置的研制

國機傳感科技有限公司 張 娜 何 方 王松亭 韓 策 袁 峰 張 軍 金東義

本文介紹的是一種操作方便、調試效率高、出錯率低，可實現傳感器參數設定、模式切換、測試數據比較分析及長期穩定性監視等功能的LIN總線傳感器調試裝置，主要用于總線仿真，ECU測試，傳感器自動化調試等。

世界汽車工業迅猛發展，傳感器越來越多地被應用于汽車技術之中，傳感器在汽車的安全性、舒適性、方便性、多功能性等許多方面都發揮著重要的作用。

隨著新能源汽車、智能汽車、無人駕駛汽車的快速發展，對傳感器協調與通訊要求越來越高，促進了總線技術的發展。

LIN總線（Local Interconnect Network局部互聯網）是針對汽車分布式電子系統而定義的一種低成本的串行通訊網絡，是對控制器區域網絡(CAN)等其它汽車多路網絡的一種補充，適用于對網絡的帶寬、性能或容錯功能沒有過高要求的應用。由于其較低的成本和較寬的適用性，近幾年迅速發展起來。主要用于對總線性能要求不高的車身系統，如車門、空調、雨刷、燈光等智能傳感器、執行器的連接和控制。實現了一種具有成本效益的智能傳感器和執行器的通訊方式。

LIN總線汽車傳感器的大量應用，使得LIN總線傳感器的調試裝置的作用越來越重要。在LIN傳感器的研發、調試過程中，需要根據實驗結果修改傳感器內部參數的配置，同時需要儀器實時動態監測傳感器的內部測試數據。目前，國內商品化的LIN總線調試器品種少、價格昂貴、功能不完善。常需要多臺儀器及調試設備配合，調試效率低，無法滿足汽車LIN總線傳感器研發及調試的工作。因此，研發一款通用的LIN總線的傳感器調試裝置，滿足現代化汽車眾多LIN總線傳感器的研發與調試需求，具有十分重要的意義。

1 設計方案

本文介紹的是一種操作方便、調試效率高、出錯率低，可實現傳感器的參數設定、模式切換、測試數據顯示與比較分析及LIN傳感器長期穩定性監視等功能的LIN總線傳感器調試裝置。

1.1 硬件電路設計

1.1.1 LIN總線傳感器調試裝置的結構組成

本文研制的汽車LIN總線傳感器調試裝置主要由主板、電源，顯示屏、觸控面板、機箱、接插件等組成。主板主要由單片機、LIN總線通訊電路、DCDC電源變換電路、觸控輸入、顯示輸出及驅動電路等部分組成。

圖1 硬件結構

其硬件結構如圖1所示。

1.1.2 中央處理器

采用意法半導體公司生產的STM8AF5289作為核心中央處理器，STM8AF5289為汽車級64腳8位單片機，內置高達128K字節的閃存、數據EEPROM、10位ADC、定時器、LIN、CAN、USART、SPI、I2C，支持3到5.5V供電。

1.1.3 LIN收發器電路設計

在本設計中，采用TJA1028總線收發器作為LIN總線通訊芯片，TJA1028便于開發本地互連網絡(LIN)總線系統中的緊湊型節點。TJA1028是NXP推出的一款LIN 2.0/2.1/SAE J2602收發器，帶有集成低壓差LDO。

圖2 LIN總線收發器電路原理

LIN總線收發器電路原理如圖2所示。

1.1.4 開關量輸入通道的設計

本文介紹的LIN總線傳感器調試裝置具有1個開關量輸入的控制接口，用于接收外部執行機構的狀態信號的反饋，開關量輸入通道采用日本東芝公司的TLP290光電耦合器進行設計。

圖3 開關量輸入電路

1.1.5 控制接口的設計

本文介紹的LIN總線傳感器調試裝置具有12個開關量輸出的控制接口，其中8個用于LIN總線傳感器同時測試的通道切換，另外4個用于外部執行機構的控制。調試裝置控制接口的控制原理如圖4所示。

1.1.6 觸摸屏電路設計

顯示界面和控制面板采用ATK-7’TFTLCDV2電容觸摸屏設計，是一款高性能7寸電容觸摸屏，顯示清晰，速度快，支持多點觸控，很好的滿足輸入輸出要求。

1.2 調試裝置軟件設計

LIN總線傳感器調試裝置的軟件設計：采用循環掃描觸控點檢測菜單命令，按用戶指令執行相應命令，通過中斷處理和LIN通訊實現傳感器的調試處理。

圖4 調試裝置控制接口電路

圖5 調試裝置軟件流程圖

觸控點檢測菜單包括參數配置、歷史數據、長期穩定性考核、手/自動切換及通道切換（圖5）。

本文介紹的LIN總線傳感器調試裝置操作方便、調試效率高、出錯率低，可實現傳感器的參數設定、模式切換、測試數據顯示與比較分析及LIN傳感器長期穩定性監視等功能。軟件設計的LIN通訊報文幀數據場，為了更好的適應傳感器海量數據的傳輸，采用＞8字節的數據場進行編碼處理，解決復雜數據處理問題，減少了出錯率提高了傳輸效率。

2 結論

LIN總線傳感器調試裝置是為汽車傳感器產品的批量調試專門研制開發的，對提高產品的生產效率、增強產品的質量、降低生產成本具有十分重要的意義。

本文介紹的LIN總線傳感器調試裝置具有通用性，適用于多種采用LIN接口通訊的傳感器的調試，本調試裝置為未來LIN總線汽車傳感器的研發提供了調試條件。