基于μCOSⅡ的CAN总线车身控制系统

0 引言
　　由于车身系统线路复杂，且很多动作都存在相互的关联性，必须对所有关联性作出非常周密的考虑，才能真正实现汽车车身的全部安全控制功能。随着汽车工业的发展和汽车功能的增强，这种情况将更突出，一方面给电路设计人员带来困难，同时又增加成本和给生产、检修带来麻烦，反过来又限制汽车工业的发展。正是在这种情况下，德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与检测仪器之间的数据交换而开发了一种通讯协议即现场总线CAN。在国外，尤其在欧洲，CAN网络已被广泛地应用在汽车上如BENZ,BMW,PORSCHE等车，而在国内CAN在汽车上的研究才刚起步。
　　μCOSⅡ操作系统平台一方面具有足够的安全性与稳定性，已得到美国联邦航空管理局对用于商用飞机的，符合RTCA DO—178部标准的认证；另一方面它的多任务运行使CPU的利用率达到最高，并使应用程序模块化，不仅使程序开发人员可以将很复杂的应用程序层次化，更易设计和维护，同时很容易实现汽车功能的扩展和移植到其它型号的汽车上。
1、汽车车身系统的介绍
　　某品牌商务车车身系统的控制对象有：4个门锁、两个车窗玻璃升降器、行李箱锁、除霜加热器、电动后视镜，前后大灯、小灯、转向灯、危险灯、雾灯、牌照灯、车内阅读灯、车厢顶灯等。在具备遥控功能的情况下，还包括对遥控信号的接收处理和防盗系统的控制。
1.1 节点分配
　　车身系统控制单元按位置可分为左门节点，右门节点，车身前节点，车身后节点，仪表节点，主节点。CAN总线拓扑结构如图1所示：

1.2 节点功能
　　左/右门节点检测与控制对象有：集控锁的位置检测与控制，电动后视镜上/下、左/右电机的正反向驱动控制，电动车窗玻璃上/下电机的正反向驱动控制，侧方向灯闪烁驱动控制，各自门锁控制开关及玻璃升降开关位置检测，除以上左右门均有的检测与控制对象外，左门上还有右门车窗玻璃点动/自动控制开关、左右电动后视镜上/下、左/右控制开关位置检测。各个控制对象的故障检测和处理。
　　前节点对前大灯、前小灯、前雾灯、前转向灯、冷却风扇电机、前雨刮器电机等对象的控制、驱动、故障检测及对少量开关量的检测和处理。
　　后节点对后小灯，后雾灯，后转向灯，制动灯，倒车灯，牌照灯，车厢顶各灯以及除霜加热器等对象的控制、驱动、故障检测及少量开关量的检测和处理。
　　主节点是整个车身控制系统的中枢，负责和其它各个节点进行数据通讯并作消息处理。各子节点将检测到的各种量（开关量和模拟量）处理后打包成含有各种所需信息的报文（即消息 ）发送给主节点 ，主节点根据报文所含的信息作相应处理（包括逻辑关系处理）后再打包成消息发送给子节点执行。CAN总线通讯采用广播模式，即子节点的报文只有主节点接收（点对点模式），主节点的报文所有子节点均接收。主节点除了作为系统的中枢功能外，还和其他节点一样负责对汽车驾驶台前所有开关的状态进行检测，并对驾驶台的所有背光灯（如开关、仪表等）进行PWM调光驱动。
　　仪表节点：该节点不参与汽车车身控制但它是人与车交流的界面。仪表指示各传感器产生的脉冲量（发动机转速传感器、车轮转速传感器）和模拟量（油量传感器、水温传感器）所对应的物理量。还有液晶显示日期、大里程和小里程、转速、油量、倒车雷达的测距等，以及语音提示功能。
2、节点电路设计
　　在进行硬件电路的设计时，充分考虑了汽车安全、节能、可靠性的要求。根据当前市场、开发工具和课题的实际需要，系统全部节点均以PHILIP P89C668HFA单片机为核心，它含有8K的RAM，足以保证运行μCOSⅡ操作系统。