硬件设计 - 基于S12ZVL的AFS执行控制器设计

　　2.1 硬件设计

　　执行控制器采用S12ZVL来实现LIN通讯并控制步进电机调整车灯上下左右运动，同时实现一些辅助功能等。由于S12ZVL集成了LDO，LIN物理层等，所以可以简化电路设计，减小PCB的尺寸。S12ZVL通过SPI接口来配置两路NCV70522的电机控制参数，比如步进电机控制细分数，运行电流等，同时S12ZVL通过Timer模块产生不同频率脉冲来控制步进电机的速度，硬件结构图如图4所示。

　　

　　图4 AFS执行器硬件结构图

　　2.2 软件设计

　　S12ZVL的编程调试可以使用飞思卡尔的Code Warrior 10.6环境，界面比较人性化。AFS执行控制器程序包含主程序，LIN驱动程序，步进电机芯片的控制程序及标定程序等部分。其中主程序流程图如图5所示，LIN驱动程序可以使用飞思卡尔的LIN软件包，其初始化可以通过LIN软件包提供的接口函数实现，步进电机驱动IC的初始化主要通过SPI通讯来实现，可以配置电机驱动IC的工作电流，步进电机的细分数等参数。在主循环中通过使用状态机来实现函数的跳转，从而实现LIN报文接收。

　　除了主程序之外，还有timer的中断服务程序，中断服务程序可以控制两个步进电机的运行及停止，实现步进电机的加减速运动，同时也能实现一些LIN报文命令的动作，比如自校准运动，停止命令，复位命令等。

　　

　　图5 主程序流程图

　　3 LIN通信实现

　　针对S08，S12以及S12 Magniv系列，飞思卡尔提供了符合LIN2.1， LIN2.0和SAE2602规范的软件包，从而可以帮助开发者非常方便快速的开发出LIN通讯程序。图6为飞思卡尔的LIN驱动程序结构图，LIN2.1 Core API 和J2602 Core API可以实现对LIN的初始化以及应用层与core层之间的信号传递功能，LIN2.1 TL层可以给测试者发送诊断请求，Low Level层处理程序与硬件之间的信号传递功能，比如字节发送，接收响应，Break检测等。

　　

　　图6 LIN软件包结构框图

　　该软件包除了驱动程序之外，还提供了方便开发者使用的图形化配置工具NCF GUI，该工具可以根据LIN配置描述文件LCF和节点描述文件NCF自动生成节点的配置.c和.h文件，将LIN代码配置文件，LIN驱动程序以及用户应用软件一起编译，就可以生成实现LIN通讯的可执行程序，如图7所示。从而可以方便开发者将更多的时间放在应用程序的开发上。

　　

　　图7 LIN配置流程

　　4 总结

　　本文详细介绍了飞思卡尔S12ZVL混合集成芯片在AFS中的应用，其中包括S12ZVL芯片的特点，AFS控制系统的结构，同时也详细介绍了飞思卡尔的LIN通讯软件包。通过飞思卡尔S12ZVL混合信号集成芯片及飞思卡尔LIN通讯软件包，开发者可以快速实现LIN通讯功能，同时可缩小产品尺寸、加快AFS执行控制器的开发过程。