[发明专利]一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器

摘要

本发明公开了一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，属于发电机调节技术领域，包括单片机主控处理模块、电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块，其特征在于：电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块与单片机主控处理模块相连。本发明的有益效果是：电路设计结构模块化，可移植性强，控制芯片使用单片实现，程序设计灵活性高，在硬件电路不变的情况下，可以通过更改软件程序实现功能的调整。使开发周期缩短，降低开发成本，提高市场竞争力。 1

主权项

1.一种基于单片机的LIN通信汽车电压调节器，包括单片机主控处理模块、电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块，其特征在于：电源供电模块、B+端电压采集模块、PWM励磁电流驱动模块、2倍压模块、相信号处理模块、温度采样模块、励磁电流采样模块和LIN通信模块与单片机主控处理模块相连；所述的电源供电模块由二极管D2和滤波电容C1组成，二极管D2接电源正极B+端，二极管D2单向导电，滤波电容C1和二极管D2公共端接芯片IC1的PIN11脚；PIN10脚接电容C2，PIN10脚输出5V电压；

所述的PWM励磁电流驱动模块中，芯片IC1的PIN5脚输出PWM信号，其PWM信号的频率设计为200HZ，占空比大小随发电机负载和B+端电压而变化，PIN5脚信号通过开关管Q3和Q4控制MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极即F端输出PWM信号，控制发电机励磁电流；

所述的B+端电压采集模块中，电阻R1、电阻R2、电容C4和稳压二极管ZD1组成B+电压处理电路，电阻R1和电阻R2对B+电压进行分压，电容C4对B+电压进行滤波处理，稳压二极管ZD1对超出5V的电压进行稳压，处理好的信号送入PIN14脚；

所述的2倍压模块由电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电容C9、电容 C10和二极管D3组成，PIN2脚输出高频方波控制开关Q5快速开关，通过二极管D3的单向导电性和电容C9两端电压不能突变，将电容C10的电压抬高为B+端电压的2倍，为MOS管Q1的栅极提供驱动电压；

所述的单片机主控处理模块中，单片机使用Microchip的PIC16F1829LIN，PIC16F1829LIN脚VDD使用5V供电，PIN20脚VSS接地，RA2、RA3、RC1脚未使用，RC3脚内部设置为比较器模块负极，RC3脚输入PWM励磁电流控制模块的F端电压采样信号，RA4脚内部设置为ADC通道，输入PWM励磁电流控制模块的F端电压采样信号，RA5脚输出数字电平，输出高频方波信号；RC5脚输出PWM信号给PWM励磁电流控制模块，RC4脚输出数字电平，给芯片IC3供电，PIN9脚接LINbus通信接口，RC2脚内部设置为ADC通道，输入B+电压采样模块的电压信号，RC0脚内部设置为ADC通道，输入温度采样模块的电压信号，RA0和RA1脚内部设置为数字IO口中断，RA0和RA1脚连接相信号处理模块；

所述相信号处理模块中，电阻R16、电阻R15、电阻R17、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R11、电容C6、电容C7、电容C8和芯片IC2组成频率处理部分，通过RA0口采样相信号频率，电阻R23、开关管Q2、电容C12和稳压二极管ZD3组成电压处理部分，通过RA1口采样相信号电压；

所述的温度采样模块中，由热敏电阻R22和普通电阻R8组成分压电路，通过RC0脚采样分压电压；

所述的励磁电流采样模块中，电阻RS、芯片IC3、电阻R10和电容C11组成电流电压转换电路，RA4脚做过压判断，RC3脚做电压采用；

所述的LIN通信模块中，LINbus总线接PIN9脚，电容C3做滤波滤除尖峰干扰，维持LINbus总线的稳定；

所述单片机选用Microchip PIC16F1829LIN单片机，其支持9路10位ADC，2路比较器，FVR参考电压模块，2路增强型10位PWM，4个8位定时器，1个16位定时器，T1G门控功能，硬件支持LIN1.3、LIN2.1协议；

此基于单片机的LIN通信汽车电压调节器可通过LINbus唤醒信号激活，激活后且发电机运转时，则基于单片机的LIN通信汽车电压调节器将进入预励磁状态，输出级以25Hz的频率和25%的占空比进行脉冲调制。