基于CAN总线EPB驻车电流采集节点的设计方案

1系统硬件设计

驻车电流采集节点的硬件电路设计包括CAN总线通讯电路设计与车速采集电路设计两部分，如图1所示。

 

图1系统硬件接口原理图

1）CAN总线通讯电路设计

CAN总线通讯电路设计时，CAN控制器使用由广州致远电子有限公司出品的CTM1050T，微控制器使用AT89S52.

2）电流采集硬件设计

电流采样通过AD574A进行，该芯片是美国AD公司生产的12位高速逐次逼近型模/数变换器，非常适合高精度快速采样系统的使用。对于驻车电流的采集，考虑到为了控制电机转动方向，驻车电流的方向可变，故利用AD574A双极性输入，分为8位和4位两次输出。AD574A的信号组合功能如表1所示。

 

表1 AD574A的信号组合功能

根据AD574A的信号组合功能表，AD574A有两个选口地址，由A0区分。如图1所示，对外部地址0x8fff写操作可启动12位A/D转换，而读0x9fff地址可读得高8位数字量输出，读地址0xdfff则可读取低4位的数字量输出。被测信号则由13及9脚引入。在电路的连接过程中，模拟地与数字地即9及15脚必须共地，否则不能完成转换。与AD574A的第12脚和10脚连接的两个100欧的电位计分别用于调整芯片的零点和满量程，首先令输入电压也应为-5 V，此时调节芯片12脚所接电位计R2，使转换后输出数字量在0000H~0001H间跳动；然后令输入电压为+5 V，此时调节芯片10脚所接电位计R1并测量分压电阻两端的电压，使转换后输出的数字量在0FFEH~0PPFH之间跳动。在设计硬件电路时要十分注意的一点就是AD574A的数据输出线与单片机数据总线的连接方式应将高8位DB4到B11接到数据总线的D0到D7，而低4位DB0到DB3接到数据总线的高4位D4到D7.如果接错的话就不能读取正确的转换结果，而且还很容易烧坏芯片。

硬件系统是通过在电路中串入分压电阻，然后测量端电压转换成数字信号后，由单片机运算得到实时的电流值的。但由于驻车制动的最大工作电流25 A，因此分压电阻的阻值必须很小才能保证不被烧毁，因此系统采用0.0075Ω的电阻。

2系统软件设计

1）驻车电流采集软件设计

鉴于前述的驻车电流的采集方法，根据接口设计及时序要求，系统设计了基于该方法的驻车电流采集节点，驻车电流采集的主程序流程图如图2所示。

 

图2电流测试软件流程框图

 2）CAN总线ECU数据接收设计

中央控制节点按照已定义的通讯机制，利用定时器0中断，定时读取向CAN总线发送的采集驻车电流数据帧。各参数采集节点同时接收到该帧后，将本节点缓冲区内的采集信息，按定义好的优先级依次返回给中央控制节点。中央控制节点接收到参数采集节点的返回信息后，更新缓冲区内的数据。图3是驻车电流采集节点的中断程序流程图。

 

图3驻车电流采集节点的中断程序流程图

3系统仿真实验

由于实验条件的约束，在无法以真车实验的形式获得车速传感器的脉冲值之前，进行了系统仿真实验（汽车台架实验）。测试过程中，利用电机带动负载，模拟变化的驻车制动电流，通过返回数据验证电流的采集的正确性。

利用PC上位机通过CAN232B智能PC-CAN总线接口卡进行CAN总线调试。GY8501 CAN232B智能PC-CAN总线接口卡是带有1路CAN接口和一路RS232接口的智能型CAN总线接口卡，可进行双向传送。接口卡可以被作为一个标准的CAN节点，是CAN总线产品开发、CAN总线设备测试、数据分析的强大工具。CAN232B设备中，CAN总线电路采用独立的DCDC电源模块，进行光电隔器具有很强的抗干扰能力，保证了测试的可靠性和抗干扰性。CAN232B产品可以利用厂家提供的CANTools工具软件，直接进行CAN总线的配置，发送和接收。

通过对所设计的基于CAN总线的电子驻车电流采集节点进行调试，该节点均能正常工作，参数采集准确，CAN总线发送与接收报文正确，并实现了预期的设计功能。

测试结果表明，该系统能实时采集驻车电流，控制相关驻车系统。该系统的应用延长了电子驻车制动系统的使用寿命，使电子驻车系统更加节能、经济。