基于S12ZVL的AFS执行控制器设计
本文针对汽车前大灯随动转向系统控制,提出基于
飞思卡尔S12ZVL的混合集成芯片解决方案。本文详细描述汽车前大灯随动转向系统的软硬件设计框图,同时介绍基于飞思卡尔的LIN驱动包的控制器LIN通讯实现。
AFS系统以车辆在转弯时方向盘的转角以及汽车瞬时车速作为控制参数输入,根据设计的控制算法得到与车速和方向盘转角相适应的车灯转角,并以之作为目标角度来对汽车前大灯进行随动调节。同时通过计算车身前后桥传感器信号,自动调节大灯高度位置,以适应不同道路坡度的照明需求。本文提出了基于S12ZVL的AFS执行控制器设计,从而实现与AFS主控模块之间的LIN通信,并驱动步进电机转动HID灯。
AFS系统效果图1S12ZVL特点
S12ZVL系列是S12MagniV混合信号微控制器组合的一部分,提供智能、优化集成的高电压组件。此新系列基于LL18UHV技术,可在单一芯片上结合高度可靠的180纳米非易失性存储器和高电压模拟组件,这些高电压模拟组件能够承受负载突降时汽车环境的严苛要求。S12ZVL产品系统集成了一个LIN物理层、受ESD保护的12V输入引脚(能够进行ADC测量)以及在3.5V至40V之间操作的汽车稳压器(为霍尔传感器或RGBLED等片上和片外功能提供稳定的电源)。S12ZVL系列包括可扩展和引脚兼容的MCU,提供广泛的内存和封装选件。它重新利用最新推出的S12Z内核、IP和工具,轻松从现有的S1216位产品进行迁移。此外,S12ZVLMCU集成了一些主要特性,包括所有内存上的ECC功能和精确到1.3%的片上振荡器,这可消除外部晶体振荡器或共振器对LIN通信的要求,其结构框图如图2所示。
AFS执行机构是由一系列的电机和光学机构组成。一般有投射式前照灯,对前照灯垂直角度进行调整的调高电机,对前照灯水平角度进行调整的旋转电机,对基本光型进行调整的可移动光栅,此外还有一些附加灯,如角灯等等。
针对S08,S12以及S12Magniv系列,飞思卡尔提供了符合LIN2.1,LIN2.0和SAE2602规范的软件包,从而可以帮助开发者非常方便快速的开发出LIN通讯程序。LIN2.1CoreAPI和J2602CoreAPI可以实现对LIN的初始化以及应用层与core层之间的信号传递功能,LIN2.1TL层可以给测试者发送诊断请求,LowLevel层处理程序与硬件之间的信号传递功能,比如字节发送,接收响应,Break检测等。
LIN软件包结构框图该软件包除了驱动程序之外,还提供了方便开发者使用的图形化配置工具NCFGUI,该工具可以根据LIN配置描述文件LCF和节点描述文件NCF自动生成节点的配置.c和.h文件,将LIN代码配置文件,LIN驱动程序以及用户应用软件一起编译,就可以生成实现LIN通讯的可执行程序。从而可以方便开发者将更多的时间放在应用程序的开发上。