一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，属于发电机调节技术领域，包括单片机主控理模块、电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块，其特征在于：电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块与单片机主控理模块相连。本实用新型专利技术的有益效果是：电路设计结构模块化，可移植性强，控制芯片使用单片实现，程序设计灵活性高，在硬件电路不变的情况下，可以通过更改软件程序实现功能的调整。使开发周期缩短，降低开发成本，提高市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车交流发电机调节器，具体是一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，属于汽车交流发电机调节

技术介绍
LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写，是基于UART/SCI（通用异步收发器/串行通信接口）的低成本串行通信协议，可用于汽车、家电、办公设备等多种领域。LIN通信汽车电压调节器是符合LIN通信协议的一种智能调节器，它可以实时监测汽车发电机的相关参数，如发电机励磁电流、发电机工作温度、发电机工作转速、发电机工作电压等，并将这些数据实时传输给ECU，方便ECU根据整车工作状态有效合理的调整发电机工作状态。这样不仅可以提高整车的舒适性，而且可以提高整车的能效，并且能与本地互联网络LIN集成，为汽车交流发电机提高增强型控制功能。在汽车使用的过程中，经常由于外界因素和内部参数变化的影响而导致汽车速度不稳定，影响汽车的运行质量，严重时还会产生不良后果。为此应在汽车供电线路中安装交流发电机稳压器，已改善和消除上述线性，并且有效控制电池调节电压，以便在汽车的真个生命周期优化整体性能和电池使用寿命。目前这类调节器技术为一些国际大厂所拥有，如飞思卡尔、BOSCH、英飞凌、三菱和电装等。他们将此类调节器做成功能单芯片，不能修改线路或调整相应功能，技术封闭，应用灵活性低，并且此类芯片价格高，增加了整体成本。随着汽车的中低端及我国微型汽车的发展，成本越低，能够极大的提高竞争力。一款既能满足功能需求，可靠性需求，开发周期短，价格低的LIN通信电压调节器，无疑是制胜的武器。
技术实现思路
针对上述LIN通信调节器现状和存在的技术问题，本技术提供一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器。单片机为通用型芯片，可选择的范围非常广，并且可以通过不同的软件设计实现不同的功能，应用灵活，开发周期短，成本低。本技术选择Microchip的PIC16F1829LIN，能够实现飞思卡尔、BOSCH等LIN端子调节器芯片具有的所有功能。为了实现上述目的，本技术通过以下技术方案实现：一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，包括单片机控制处理模块、电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块，其特征在于：电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块与单片机控制处理模块相连。所述控制处理模块选用单片机为控制芯片。所述单片机还选用MicrochipPIC16F1829LIN单片机，其支持9路10位ADC，2路比较器，FVR参考电压模块，2路增强型10位PWM，4个8位定时器，1个16位定时器，T1G门控功能，超低功耗管理，增强型通用同步/异步收发器，硬件支持LIN1.3、LIN2.1协议。电源供电模块由二极管D2和C1组成，二极管D2接电源正极B+端，二极管D2单向导电，C1为滤波电容，C1提高单片机的抗干扰能力，滤波电容C1和二极管D2公共端接集成电路IC1的PIN11脚。PIN10脚接电容C2到E，PIN10脚输出5V电压，为IC1和其他电路提供5V电压，电容C2提高5V电压输出的稳定度和抗干扰能力。PWM励磁电流驱动模块中，集成电路IC1的PIN5脚输出PWM信号，其PWM信号的频率设计为200HZ，占空比大小随发电机负载和B+端电压而变化，PIN5脚信号通过开关管Q3和Q4控制MOS管Q1的栅极，Q1的漏极即F端输出PWM信号，控制发电机励磁电流，D1为励磁电流的回流二极管。B+端电压采集模块中，电阻R1、电阻R2、电容C4和稳压二极管ZD1组成B+电压处理电路，电阻R1和电阻R2对B+电压进行分压，电容C4对B+电压进行滤波处理，稳压二极管ZD1对超出5V的电压进行稳压，处理好的信号送入PIN14脚。2倍压模块由电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C9、电容C10和二极管D3组成，PIN2脚输出高频方波控制三极管Q5快速开关，利用二极管D3的单向导电性和电容C9两端电压不能突变的特征，将电容C10的电压抬高为B+端电压的2倍，为Q1的栅极提供足够的驱动电压。所述的在单片机控制处理模块中，单片机使用Microchip的PIC16F1829LIN。PIC16F1829LIN脚VDD使用5V供电，PIN20脚VSS接地，RA2、RA3、RC1脚未使用。RC3脚内部设置为C1比较器模块负极，RC3脚输入PWM励磁电流控制模块的F端电压采样信号。RA4内部设置为ADC通道，输入PWM励磁电流控制模块的F端电压采样信号。RA5输出数字电平，输出高频方波信号。RC5脚输出PWM信号给PWM励磁电流控制模块。RC4输出数字电平，给集成电路IC3供电。PIN9脚接LINbus通信接口。RC2内部设置为ADC通道，输入B+电压采样模块的电压信号。RC0脚内部设置为ADC通道，输入温度采样模块的电压信号。RA0和RA1脚内部设置为数字IO口中断，RA0和RA1脚连接Phase信号处理模块。在相信号处理模块中，电阻R16、电阻R15、电阻R17、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R11、电容C6、电容C7、电容C8和集成电路IC2组成频率处理部分，通过RA0口采样相信号频率，电阻R23、三极管Q2、电容C12和稳压电阻ZD3组成电压处理部分，通过RA1口采样相信号电压。所述的在温度采样模块中，由热敏电阻R22和普通电阻R8组成分压电路，通过RC0脚采样分压电压。在励磁电流采样模块中，电阻RS、集成电路IC3、电阻R10和电容C11组成电流电压转换电路，RA4脚做过压判断，RC3脚做电压采用。在LIN通信模块中，LINbus总线接PIN9脚，C3电容做滤波滤除尖峰干扰，维持LINbus总线的稳定。本技术的有益效果是：电路设计结构模块化，可移植性强，控制芯片使用单片实现，程序设计灵活性高，在硬件电路不变的情况下，可以通过更改软件程序实现功能的调整。使开发周期缩短，降低开发成本，提高市场竞争力。附图说明下面将结合附图对本技术做进一步说明。图1是本技术的电路原理图。图中：1、单片机控制处理模块，2、电源供电模块，3、B+端电压采集模块，4、PWM励磁电流驱动模块，5、2倍压模块，6、相信号处理模块，7、温度采样模块，8、励磁电流采样模块，9、LIN通信模块。具体实施方式如图1所示，一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，包括单片机控制处理模块（1）、电源供电模块（2）、B+端电压采集模块（3）、PWM励磁电流驱动模块（4）、2倍压模块（5）、相信号处理模块（6）、温度采样模块（7）、励磁电流采样模块（8）和LIN通信模块（9）。电源供电模块（2）、B+端电压采集模块（3）、PWM励磁电流驱动模块（4）、2倍压模块（5）、相信号处理模块（6）、温度采样模块（7）、励磁电流采样模块（8）和LIN通信模块（9）与单片机主控理模块（1）相连。单片机控制处理模块（1）中，单片机使用Microchip的PIC16F1829LIN。PIC16F1829LIN脚VDD使用5V供电，PIN20脚VSS接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，包括单片机控制处理模块、电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块，其特征在于：电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块与单片机控制处理模块相连；电源供电模块由二极管D2和C1组成，二极管D2接电源正极B+端，二极管D2单向导电，C1为滤波电容，C1和二极管D2公共端接集成电路IC1的PIN11脚；PIN10脚接电容C2到E，PIN10脚输出5V电压；在所述的PWM励磁电流驱动模块中，集成电路IC1的PIN5脚输出PWM信号，其PWM信号的频率设计为200HZ，占空比大小随发电机负载和B+端电压而变化，PIN5脚信号通过开关管Q3和Q4控制MOS管Q1的栅极，Q1的漏极即F端输出PWM信号，控制发电机励磁电流；在B+端电压采集模块中，电阻R1、电阻R2、电容C4和稳压ZD1组成B+电压处理电路，电阻R1和电阻R2对B+电压进行分压，电容C4对B+电压进行滤波处理，稳压二极管ZD1对超出5V的电压进行稳压，处理好的信号送入PIN14脚；在2倍压模块由电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C9、电容C10和二极管D3组成，PIN2脚输出高频方波控制三极管Q5快速开关，通过二极管D3的单向导电性和电容C9两端电压不能突变，将电容C10的电压抬高为B+端电压的2倍，为Q1的栅极提供驱动电压；在单片机控制处理模块中，单片机使用Microchip的PIC16F1829LIN，PIC16F1829LIN脚VDD使用5V供电，PIN20脚VSS接地，RA2、RA3、RC1脚未使用，RC3脚内部设置为C1比较器模块负极，RC3脚输入PWM励磁电流控制模块的F端电压采样信号，RA4内部设置为ADC通道，输入PWM励磁电流控制模块的F端电压采样信号，RA5输出数字电平，输出高频方波信号；RC5脚输出PWM信号给PWM励磁电流控制模块，RC4输出数字电平，给集成电路IC3供电，PIN9脚接LINbus通信接口，RC2内部设置为ADC通道，输入B+电压采样模块的电压信号，RC0脚内部设置为ADC通道，输入温度采样模块的电压信号，RA0和RA1脚内部设置为数字IO口中断，RA0和RA1脚连接Phase信号处理模块；在相信号处理模块中，电阻R16、电阻R15、电阻R17、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R11、电容C6、电容C7、电容C8和集成电路IC2组成频率处理部分，通过RA0口采样相信号频率，电阻R23、三极管Q2、电容C12和稳压二极管ZD3组成电压处理部分，通过RA1口采样相信号电压；在温度采样模块中，由热敏电阻R22和普通电阻R8组成分压电路，通过RC0脚采样分压电压；在励磁电流采样模块中，电阻RS、集成电路IC3、电阻R10和电容C11组成电流电压转换电路，RA4脚做过压判断，RC3脚做电压采用；在LIN通信模块中，LINbus总线接PIN9脚，C3电容做滤波滤除尖峰干扰，维持LINbus总线的稳定。...

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，包括单片机控制处理模块、电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块，其特征在于：电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块与单片机控制处理模块相连；电源供电模块由二极管D2和C1组成，二极管D2接电源正极B+端，二极管D2单向导电，C1为滤波电容，C1和二极管D2公共端接集成电路IC1的PIN11脚；PIN10脚接电容C2到E，PIN10脚输出5V电压；在所述的PWM励磁电流驱动模块中，集成电路IC1的PIN5脚输出PWM信号，其PWM信号的频率设计为200HZ，占空比大小随发电机负载和B+端电压而变化，PIN5脚信号通过开关管Q3和Q4控制MOS管Q1的栅极，Q1的漏极即F端输出PWM信号，控制发电机励磁电流；在B+端电压采集模块中，电阻R1、电阻R2、电容C4和稳压ZD1组成B+电压处理电路，电阻R1和电阻R2对B+电压进行分压，电容C4对B+电压进行滤波处理，稳压二极管ZD1对超出5V的电压进行稳压，处理好的信号送入PIN14脚；在2倍压模块由电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C9、电容C10和二极管D3组成，PIN2脚输出高频方波控制三极管Q5快速开关，通过二极管D3的单向导电性和电容C9两端电压不能突变，将电容C10的电压抬高为B+端电压的2倍，为Q1的栅极提供驱动电压；在单片机控制处理模块中，单片机使用Microchip的PIC16F1829LIN，PIC16F1829LIN脚VDD使用5V供电，PIN20脚VSS接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：白楠，
申请(专利权)人：江苏云意电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32