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本文针对汽车雨量光照传感器设计研发及调试过程中需要频繁调整参数设置，需要应用多台仪器及调试设备，给调试工作带来不便的难题，采用意法半导体公司生产的STM8AF5288T 汽车级单片机作为核心中央处理器，设计了一种汽车雨量光照传感器调试仪，通过传感器调试仪可以非常方便地对汽车雨量光照传感器进行参数设置，同时可以模拟汽车BCM 与传感器进行通讯，能够监测汽车BCM 与传感器的通讯信号，大大地提高的研发及调试效率。
汽车雨量光照传感器是一种常见的汽车传感器，主要应用于环境光强度及下雨雨量的检测，当外界环境光的强度低于某一数值时，自动开启汽车大灯，实现汽车车灯的自动控制；同样，当下雨天时，传感器能够实时检测出雨量的大小，并根据雨量大小的程度，控制汽车雨刮器快速、慢速动作，实现汽车雨刮器的自动控制。
感器调试仪，具有十分重要的意义。
1 组成与功能
1.1 结构组成
本文设计的汽车雨量光照传感器调试仪，采用意法半导体公司生产的STM8AF5288T 汽车级单片机作为核心中央处理器，采用LIN 总线方式与雨量光照传感器通讯实现传感器参数的实时在线设置。
汽车雨量光照传感器调试仪主要由单片机、LIN 总线通讯电路、电池充电管理电路、DCDC 电源变换电路、按键输入、显示输出及时钟复位电路等部分组成。其结构组成如图1所示。1.2 主要功能
本文设计的汽车雨量光照传感器调试仪，其功能主要包括以下几个方面：
LIN总线汽车雨量光照传感器调试仪的设计
沈阳仪表科学研究院有限公司 何 方 袁 峰 徐海宁 张 军
张 娜 张海军 常 伟 王松亭
图1 汽车雨量光照传感器调试仪结构组成框图
雨量光照传感器是采用光的全反射原理设计的，红外发光二极管发出的光经过透镜系统调整后，成平行光状态照射到挡风玻璃上；当玻璃干燥时，光线将发生全反射，并经过透镜系统成平行光状态被接收器件接收，输出最大值100%；当玻璃上有雨水、雨滴时，由于折射率改变，光线将不能发生全反射，而
是视水滴面积大小发生部分反射，此时接收管只收到部分信号，按照百分率比值能够计算出雨量大小，并将此转换成电信号，然后将挡风玻璃刮水控制信号发送到灯光、雨刮器控制模块。
由于不同车型的挡风玻璃的形状及厚度不完全相同，反射至传感器的光线的角度及强度不完全相同，因此，在调试应用于不同种类挡风玻璃的雨量光照传感器的时候，需要对红外发光二极管的发射电流、发射间隔时间、判定雨量大小的阈值、判定开启驻车灯及近光灯环境光强度的阈值等参数进行设置。
汽车雨量光照传感器信号传输采用的LIN 总线的通讯方式，需要采用专门的LIN 总线调试器，并需要对LIN 总线调试器进行复杂的配置，同时需要采用笔记本电脑进行数据测试监测，以及应用示波器对信号进行监测，使得调试工作变得复杂，不便于参数的实时监测及实时在线设置。
因此，设计一台既能够方便地对雨量光照传感器进行实时参数设置，又能够模拟汽车BCM 与传感器进行通讯，同时能够监测汽车BCM 与传感器的通讯信号，提高的调试效率的汽车雨量光照传
通过按键操作，可以方便地设置调试仪的工作模式。本设计的传感器调试仪有四种工作模式：雨量光照传感器参数设置模式、雨量光照传感器测试模式、汽车BCM 测试模式、汽车BCM 与雨量光照传感器通讯监听模式。
在雨量光照传感器参数设置模式下，通过调试仪的按键操作，可以设置雨量光照传感器的红外发光管的
发射电流、发射的时间间隔、雨量判断的阈值、汽车车灯开启与关闭的阈值等参数；通过按键也可以方便地调出传感器当前的参数配置。
汽车的传感器在雨量光照传感器测试模式下，调试仪将模拟汽车BCM 模块与雨量光照传感器进行通讯，实时向传感器发出测试指令，实时读取传感器输出的数据，并对数据进行统计分析，计算出相应的配置参数。
在汽车BCM 测试模式下，调试仪将模拟雨量光照传感器与汽车BCM 进行通讯，测试通讯效果，验证指令及数据的发送与接收
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的正确性。
在汽车BCM 与雨量光照传感器通讯监听模式下，调试仪可以同时监听汽车BCM 发送的指令与雨量光照传感器应答的测试数据，验证传感器LIN 总线通讯、数据检测、控制字节发送的正确性。
调试仪具有电池电量指示、背光亮度调节、显示模式设置等功能。
2 工作原理
采用STM8AF5288T 汽车级单片机作为传感器调试仪的核心中央处理器。STM8A
用的3.7V 、3000mAh 锂离子电池供电，电源设计包括锂离子电池充电升压电路设计和DCDC 电源转换电路设计两个部分。
由于便携式仪表对锂离子电池尺寸及功耗的要求，在本设计中选用市场上常用的3.7V 、3000mAh 锂离子电池作为传感器调试仪的电源，而STM8AF5288T 单片机及一些其它电子元器件需要5V 的电源供电，需要将3.7V 的电源电压升压至5V 的电压，同时需要设计相应的电路对锂离子电池的充电进行管理。
在本设计中选用一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理芯片IP5303实现电池充电管理及升压的功能。IP5303电源管理芯片电路原理如图3所示：
汽车雨量光照传感器及LIN 总线收发器的供电电源为DC12V ，为了满足传感器及LIN 总线收发器的电源供电，必须对传感器调试仪进行电源设计。在本设计中，采用金升阳DC-DC/B0512S-1WR3升压电源模块，将IP5303芯片输出的DC5V 电压升高至DC12V ，实现对雨量光照传感器及LIN 总线收发器供电。2.3 LCD显示输出设计
选用Laurel Electronics 公司的LG128644液晶显示屏作为传感器调试仪的显示器件，显示通过按键设定的雨量光照传感器的配置参数，以及调试仪与雨量光照传感器、调试仪与汽车BCM 、监视汽车BCM 与雨量光照传感器通讯的实时数据，也可以通过按键操作，调出并显示前期设定的参数及测试的数据。2.4 按键输入设计
通过操作传感器调试仪上的相应按键，可以完成工作模式选择、显示模式设置、传感器参数配置、传感器测试数据读取、汽车BCM 通讯测试、汽车BCM 与传感器通讯的监视等功能。
3 应用
本文设计的汽车雨量光照传感器调试仪已在汽车雨量光照传感器的调试中得到实际应用，实践表明，传感器调试仪的采用，大大提高了雨量光照传感器的调试速度和效率，为汽车雨量光照传感器的研发及测试提供了有力手段，也必将在汽车雨量光照传感器批量生产中得到广泛的应用。
作者简介：何方（1971—），硕士研究生，教授级高级工程
师，主要研究方向为检测技术及自动化。
图3 IP5303电源管理芯片电路原理图
是由ST 意法半导体公司研发的一款专门用于满足汽车应用的特殊需求的8位微控制器，具有体积小、功耗低等优点。2.1 LIN总线电路设计
汽车雨量光照传感器采用LIN 总线的通讯方式与汽车车体控制模块（BCM ）进行通讯，接收BCM 的测
试指令，并将传感器测量的数值、传感器的状态等信息发送给BCM 模块，汽车BCM 模块通过对雨量光照传感器上传的数据进行分析后，直接控制汽车雨刷控制器的动作，通过CAN 总线的方式，将车灯的控制信息发送至相应的控制单元，实现车灯的自动开启与关闭。
LIN 总线（Local Interconnect Network 局部互联网）是针对汽车分布式电子系统而定义的一种低成本的串行通讯网络，是对控制器区域网络(CAN)等其它汽车多路网络的一种补充，适用于对网络的带宽、性能或容错功能没有过高要求的应用。LIN 总线由汽车行业开发，用作经济高效的子总线系统，是CAN 总线的下层网络，实现了一种具有成本效益的智能传感器和执行器的通讯方式。
在本设计中采用TJA1028总线收发器作为LIN 总线通讯芯片，TJA1028是NXP 推出的一款LIN 2.0/2.1/SAE J2602收发器，带有集成低压差LDO 。LDO 可提供最高70mA ，且提供3.3V 和5.0V 不同版本。
TJA1028便于开发本地互连网络(LIN)总线系统中的紧凑型节点。为支持可靠的设计，TJA1028提供强大的静电放电(ESD)性能且可在LIN 总线上承受高电压。为了使电流消耗最小化，TJA1028支持睡眠模式，在该模式中LIN 收发器和电压调节器电源关闭但同时仍具有通过LIN 总线唤醒的能力。
LIN 总线收发器电路原理如图2
所示：
图2 LIN总线收发器电路原理图
2.2 电源电路设计
本文设计的汽车雨量光照传感器调试仪是便携式仪表，采用常
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