汽车轮速传感器设计中CAN总线的应用

轮速信号的检测

　　将轮速传感器输出的每个正弦波信号调理整形产生一个方波信号，后续电路对方波信号的处理可有以下几种方法：（1）直接送单片机的T0记数，用T1作定时器。在每个T1定时时间内读出T0的记数值，经计算得到轮速;（2）将方波信号先进行F/V转换，再由单片机A/D转换而得到轮速;（3）方波信号送单片机的外部中断/INT0引脚，将其设定为边沿触发方式，用T1作定时器对方波信号进行周期测量，经计算得到轮速。第一种方法在低速时所测得的轮速误差较大。假定轮速不变，每个T1定时时间读一次T0的记数值，在T1i和T1i+1时间内读得数值由于读数时磁头与齿顶的位置关系有时会相差1，轮速较低时， T1定时时间内T0的记数值较小，因而相对误差较大，导致轮速识别的门槛值过高。第二种方法可提高低速时的测量准确度，但增加了硬件F/V和A/D转换芯片的开支。第三种方法可以在不增加硬件开支的前提下，有效地提高低速时的测量准确度。

　　轮速传感器系统硬件

　　轮速传感器系统的硬件以80C31单片微机为核心（外部扩展8kRAM和8kEPROM）。外围电路有信号处理电路、总线控制及总线接口等电路。其结构框图如图3所示。

　　轮速传感器产生信号经滤波、整形、光电隔离后，送80C31的/INT0输入引脚。T1作定时器使用，对脉冲信号进行周期测量。SJA1000， 82C250组成与CAN总线的控制和接口电路。在轮速传感器的设计过程中，充分考虑其抗干扰和稳定性，单片机的输入/输出端均采用光电隔离，用看门狗定时器（MAX813）进行超时复位，确保系统可靠工作。

　　信号处理电路

　　根据轮速传感器信号特性，处理电路由限幅电路、滤波电路和比较整形电路组成，如图4所示。

　　限幅电路将轮速传感器输出信号Vi正半周的幅值限制在5V以下，负半周使其输出为-0.6V。滤波电路设计成带反馈的有源低通滤波器，其截止频率为 2075Hz（按最高车速为200km/h设计，传感器输出信号对应的频率），选Q=0.707。比较整形电路中设置一定的比较电压，与滤波器输出信号相比较输出方波信号。LM311N输出方波的幅值为10V，经R5，R6分压后得幅值为5V的方波信号送光电隔离器。