來源：電子設計應用 作者：清華大學精密儀器與機械學系 魏冰 劉少鵬

    摘 要：針對汽車hid前照燈對自動調(diào)光的需求，本文設計了一套基于lin總線的前照燈自動調(diào)光系統(tǒng)。介紹了系統(tǒng)的總體設計方案、硬件組成

    和軟件設計基本思想，并給出了軟件編程的基本框架。

    關鍵詞：前照燈；自動調(diào)光；lin總線；步進電機控制

    引言

    hid是高壓氣體放電燈(high intensity discharge)的縮寫，也可稱為重金屬燈或者氙氣大燈。與傳統(tǒng)鹵素燈泡相比，hid有亮度高、壽命長、

    省電等優(yōu)點。

    正是由于hid具有高亮度的特點，如果使用時照射高度調(diào)節(jié)不當，在會車時將會對迎面來車的司機造成強烈的眩目，產(chǎn)生安全隱患。為了規(guī)范

    hid前照燈的市場，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(united nations economic commission for europe)在ece-r48條款中明確規(guī)定：裝備hid前照燈的

    車輛必須配備能夠全自動調(diào)節(jié)其照射高度的系統(tǒng)，也可稱之為前照燈水平自動調(diào)光系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作時，會根據(jù)車輛負載的變化自動調(diào)整hid前

    燈的投射俯仰角度，確保其投射高度在合適的范圍內(nèi)，既達到良好的照明效果，又不會對迎面車輛的司機造成眩目。

    系統(tǒng)總體方案設計

    如圖1所示，系統(tǒng)可分為三個部分，即車身高度傳感器、中央控制單元和驅(qū)動執(zhí)行單元。系統(tǒng)運作情況如下：該系統(tǒng)的主mcu(mc68hc908gz60)采

    集車身前后軸高度傳感器的信號，經(jīng)運算后發(fā)出控制信號分別給左右前照燈的水平調(diào)光步進電機，指示電機轉(zhuǎn)動到指定位置，完成自動調(diào)光。

    圖1 前照燈自動調(diào)光系統(tǒng)方案設計

    系統(tǒng)硬件設計

    車身高度傳感器

    該系統(tǒng)的主要原理是利用測定車內(nèi)兩個基準點(約前、后軸位置)到地面的距離差得出車輛的傾斜角度信號，從而進行水平調(diào)節(jié)。可選擇光電編

    碼式的車高傳感器，把車身高度的變化(懸架變形量的變化)變換成傳感器軸的旋轉(zhuǎn)，將檢測出的旋轉(zhuǎn)角度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斎雖cu。實驗中

    ，車身高度傳感器在車左前輪和左后輪內(nèi)側(cè)各裝一個。

    中央控制單元

    系統(tǒng)中央控制單元采用飛思卡爾(freescale)公司生產(chǎn)的mc68hc908gz60芯片為主mcu，配合其他必要元件組成控制單元電路。該芯片主要特性有

    ：8位hc08型cpu，開發(fā)資源豐富，兼容性好；片載60kb flash eeprom，2kb ram；24通道a/d轉(zhuǎn)換模塊，10位精度。

    此外，選擇飛思卡爾mc33399芯片與核心mcu通過sci口相連，作為lin總線收發(fā)器。該芯片最多可以驅(qū)動16個節(jié)點。

    之所以選擇lin總線，是因為它已經(jīng)是車用總線中較為普及的一種，它的優(yōu)點是芯片價格低廉，性價比高。lin總線信號傳輸速率可達19.2kbps

    ，一般用在對汽車安全性要求不高的控制場合，例如電控門窗、車燈開關控制等。

    lin總線主節(jié)點電路原理圖如圖2所示。

    圖2 lin總線主節(jié)點電路原理圖

    驅(qū)動執(zhí)行單元

    驅(qū)動執(zhí)行單元，主要是通過獲取lin總線上的信號，來控制步進電機轉(zhuǎn)動，從而帶動前照燈反光板沿垂直方向轉(zhuǎn)