庖丁解车：车窗系统的硬件开发之方案（三）

在上一篇文章中小编主要介绍了电源模块设计以及微控制MCU的几个特点，这一次小编将接着介绍微控制的MCU的运用以及LIN通信模块、直流电机驱动模块、A/D采样模块。

驾驶员侧车窗总开关MCU选用PICl6f73见图一， 其它三个车窗的分开关MCU选用PICl6f676见图二。在图一中，J1为程序下载口；LIN_SEND为LIN总线输出信号；RC0~RC7、RB1~RB7为四个车窗上下控制按键输入口或中控门锁按键输入口；W/L为车窗锁按键输入口；RELI、REL2为控制驾驶室车窗电机升降的信号输出口；REL3、REL4为控制中控门锁电机的信号输出口：AD_U为蓄电池电压经分压后的采样输入电压，AD I为电机电流经采样电阻后的输入信号。

图一：PIC16f73电路图

在图二中，LIN_RE为LIN总线接收信号；K_ UP为手动上按键，K_DOWN为手动下按键，K_UP和K_AU_UP/DOWN同时按下就为自动上，K_DOWN和K_ AU_ UP/DOWN同时按下就为自动下，这种方式的组合可以减少I/O端口数量；MCU_1和MCU_2为控制车窗电机转动的信号；AD_U为蓄电池电压经分压后的采样输入电压，AD_I为电枢电流经采样电阻放大后的输入信号。

图二：PIC16f676电路图

LIN通信模块

PICl6F676不含UART模块，需用软件模拟来实现。另外根据试验项目要求并不需要从节点向其他节点发送报文，只需主节点向从节点发送报文，有些企业为了节约成本，未采用LIN收发器，而采用图三方式简单实现主节点向从节点发送LIN总线格式的报文。

图三：车窗LIN总线应用电路

图三中虚线分别代表主节点与三个从节点的LIN总线，虚线左侧为主节点侧LIN报文发送电路，虚线右侧为从节点侧LIN报文接收电路。我们从图中可以看出，当主节点发比特”时“1”时，从节点收到比特“0”，而当主节点发比特“0”时，从节点收到比特“1”，采用这种方式，信号的抗干扰能力强，传输距离也比较长。

直流电机驱动模块

中控门锁直流电机和车窗直流电机的驱动，我们都采用继电器驱动方式，示意图四如下；

图四：直流电机的驱动

图四中继电器RELAY1和RELAY2的开关受其电感线圈控制。V12为汽车蓄电池电压。三极管导通时，线圈通电，继电器开关闭合。MCU_ 1和MCU _2连接到单片机的I/O口，以控制三极管的导通和关断。MCU _1为高电平MCU_ 2为低电平时，电动机正转：MCU_ 1为低电平MCU _2为高电平时，电动机反转。A/D采样模块包括蓄电池电压的采样和电机电枢电流的采样。图五为蓄电池电压采样，因为蓄电池电压一般为12V左右，必须经过分压到合适的电平才能送入单片机进行A/D采样。图六为电动机电流采样，电动机电流无法直接采样，我们在电枢回路中串入一个很小的采样电阻，然后经过运算放大器放大21倍后送入单片机进行A/D采样。

图五：蓄电池电压采样

图六：电动机电流采样