基于CAN总线的嵌入式车灯监控系统设计

摘要：为了确保车灯的质量可靠性，提出了一种嵌入式车灯控制及电气参数检测系统的设计方案。系统包括上位机监控终端和下位机控制节点，监控终端负责设置各车灯的工作参数和显示车灯的工作状态；控制节点采用基于Cortex—M3内核的嵌入式微处理器LM3S2965为核心，将实时操作系统μCOS-II植入其中，提高系统的实时性和稳定性，同时将我国自主研发的iCAN协议应用到系统中，从而实现对车灯的网络化监控。结果表明，系统最多可对63个车灯进行实时的电气参数检测与控制，具有较高的可靠性。
关键词：车灯监控系统；μCOS-II；iCAN协议；LM3S2965

当前我国的汽车总数呈现爆发式增长，由于汽车照明与交通安全有着密不可分的关系，因此对车灯产品进行可靠性检测是很有必要的。针对这种情况，提出了基于CAN总线的嵌入式车灯监控系统的设计思想，结合总线技术和单片机嵌入式技术，实现对车灯进行功能控制以及电压电流参数检测。其中，iCAN协议在CAN总线网络中的使用，可以实现对多个车灯同时进行网络化监控，进而可以实时准确地掌握各个车灯的工作情况，确保车灯产品的质量可靠性。

1 系统整体结构
系统主要由上位机和多个下位机节点组成。上位机是由VC编成的监测软件，PC机通过PCI-CAN卡与CAN总线相连，完成与下位机节点的通信，显示各车灯的电流电压及工作情况，并完成功能的设置。下位机节点以LM3S2965为主体，采样车灯工作时的电压电流，并对车灯进行控制。系统整体结构框图如图1所示。

2 节点的硬件设计
下位机节点的硬件结构设计框图如图2所示。节点主要完成以下工作：1)定期对车灯工作时的电压电流进行AD采样，并将结果发送到CAN总线上，供上位机接收；2)接收上位机发送到CAN总线上的命令，并控制车灯实现相应的功能。因此，节点主要包括微处理器部分、CAN通讯模块、电源模块。

2．1 微处理器选型
为了确保系统对车灯进行实时、可靠地控制及检测，这里选用可植入实时操作系统的Cortex-M3内核芯片LM3S2965。LM3S2965是南TI公司Stellaris所提供的首款基于ARM Cortex-M3的控制器对CAN总线应用方案而设计的芯片，具有较高的代码密度和指令执行效率。片内有256 kB的单周期访问的Flash，64KB的单周期SRAM，为操作系统的植入和运行提供了足够的容量；内部集成了兼容CAN2．0A／B的CAN控制器和ADC模数转换器，可以简化节点中CAN通讯电路和AD采样的电路的设计，同时也降低了软件开发的难度。