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標(biāo)題: 杭州戩威機(jī)電科技-----汽車輪速仿真控制器（WSSG_DF11x） [打印本頁]
作者: 杭州戩威機(jī)電 時(shí)間: 2018-3-29 09:50
標(biāo)題: 杭州戩威機(jī)電科技-----汽車輪速仿真控制器（WSSG_DF11x）
汽車輪速仿真控制器（WSSG_DF11x）
汽車輪速仿真控制器
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1 概述
WSSG DF11x是基于車輛輪速傳感器并嚴(yán)格遵循其信號規(guī)范而開發(fā)的一款輪速仿真控制板卡。可兼容DF11s和DF11i的ESC，只需在板卡上選擇跳線就可滿足對應(yīng)型號ESC信號輸入。使用CAN總線引出人機(jī)交互接口并提供相應(yīng)的二次開發(fā)包，用戶可根據(jù)二次開發(fā)包向WSSG DF11x配置必要的輪速輸出所需參數(shù)，WSSG DF11x接收并認(rèn)可用戶配置參數(shù)輸出相應(yīng)的輪速。
2 性能指標(biāo)
2.1 WSSG DF11x
WSSG DF11x可接受0-5000Hz的用戶配置頻率并且輸出相應(yīng)的輪速信號。但是實(shí)測ESC的響應(yīng)頻率難以到達(dá)5000Hz，意味著WSSG DF11x可滿足目前ESC的極限速度輸出要求。
表2.1 WSSG DF11x性能描述表
| ESC型號 | WSSG DF11x有效輸出頻率范圍（Hz） | 備注 |
| DF11s | 0~5000 | 使用BOSCH 的WSS-NL ESC測試，實(shí)際使用只需0-2500Hz即可，頻率過高ESC會(huì)自鎖 |
| DF11i | 0~5000 | 使用BOSCH 的GC-1S ESC測試，實(shí)際使用3800Hz以下可響應(yīng)，超過3800Hz的頻率，ESC會(huì)自鎖 |
注：
1）ESC的自鎖并不影響WSSG DF11x的輪速信號輸出，其PWM輸出依然會(huì)根據(jù)用戶設(shè)定的頻率輸出。
2）ESC自鎖后，需要重啟方可恢復(fù)正常工作。
2.2 響應(yīng)頻率
WSSG DF11x在底層軟件和通信方面做了較大的優(yōu)化，使得WSSGDF11x的動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻率不超過1ms，完全可勝任實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對輪速1ms的更新周期需求。
2.3 通信接口
WSSG DF11x向用戶開發(fā)CAN總線接口，通過該CAN接口可實(shí)現(xiàn)輪速參數(shù)配置。CAN接口的波特率為500k。
3 接線原理圖
3.1 接線原理圖
圖3.1.1 WSSG DF11x接線原理圖
表3.1.1 接口及接線定義
| 接口類型 | 接口編號 | 含義 | 備注 |
| 12vDC接口 | 12vDC | +12v直流電源 | |
| GND | -12v直流電源 | |
| PWM輸出接口 | DCE1~DCE4 | 接ESC的某個(gè)通道輪速傳感器電源 | 外部供電 |
| OUT1~OUT4 | 接ESC的某個(gè)通道輪速傳感器信號 | PWM輸出 |
| GND | 接PWM信號線纜屏蔽層和ESC的GND | 可不接 |
| CAN接口 | CANL | 用于與上位機(jī)通信，接CAN低 | 用于配置輪速參數(shù) |
| CANH | 用于與上位機(jī)通信，接CAN高 |
| 運(yùn)行模式選擇接口 | i | 用于DF11i（智能型） | 必須在斷電情況下插拔跳線帽 |
| s | 用于DF11s |
| 運(yùn)行狀態(tài)指示燈 | SYS | 閃爍表示系統(tǒng)正在運(yùn)行 | 無需外接任何線 |
| NET | 閃爍時(shí)表示CAN在通信收發(fā)數(shù)據(jù) |
| PWM | 閃爍或者恒定亮起表示PWM在輸出 |
| s/i | 燈亮起說明運(yùn)行在DF11i模式，否則為DF11s模式 |
注：
1） PWM輸出接口中，DCE1和OUT1、DCE2和OUT2、DCE3和OUT3、DCE4和OUT4是配對使用的，也就是說不允許DCE1與除OUT1以外的接口使用，相同數(shù)字編號成對使用。WSSGDF11x并不指定接那個(gè)ESC的輪子，四組輸出是無區(qū)別的，用戶可隨意接ESC的任意車輪，因?yàn)槊總€(gè)通道的輸出PWM是由上位機(jī)軟件配置實(shí)現(xiàn)；
2） PWM輸出接口中的GND不強(qiáng)制接信號屏蔽電纜和ESC的GND，在外界干擾較大時(shí)，影響PWM的正常輸出時(shí)，可考慮連接該接口；
3） CAN接口不是用于連接ESC的，而是與上位機(jī)CAN卡相連，用于配置通道輸出所需的參數(shù)。
3.2 出廠接線方式
WSSG DF11x在出廠時(shí)安裝在密封的鋁合金機(jī)殼里，引出三個(gè)航空接口：9芯、3芯和2芯，其中：9芯用于輸出PWM信號，3芯是電源輸入接口，2芯接口用于連接CAN。與這三個(gè)接口連接的，配置有三根線纜，標(biāo)配外接線纜的線色定義如表3.2.1、3.2.2和3.3.3所示。
表3.2.1芯航空接頭接插件針腳定義
| 編號 | 線纜顏色 | 顏色名稱 | 功能定義 | 備注 |
| 1 | | 紅 | 左前輪速傳感器-電源 | DCE1 |
| 2 | | 黃 | 左前輪速傳感器—信號 | OUT1 |
| 3 | | 深褐 | 左后輪速傳感器-電源 | DCE2 |
| 4 | | 淺灰 | 左后輪速傳感器-信號 | OUT2 |
| 5 | | 草綠 | 右前輪速傳感器-電源 | DCE3 |
| 6 | | 黑 | 右前輪速傳感器-信號 | OUT3 |
| 7 | | 藍(lán) | 右后輪速傳感器-電源 | DCE4 |
| 8 | | 白 | 右后輪速傳感器-信號 | OUT4 |
| 9 | | 銀 | 屏蔽層 | GND |
注：
這種線纜序列定義只是一種應(yīng)用實(shí)例，并不是意味著PWM輸出是指定的。用戶可以根據(jù)需要自行修改，線纜表只是出廠時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)接法。
表3.2.2芯航空接頭接插件針腳定義
| 編號 | 線纜顏色 | 功能定義 | 備注 |
| 1 | | DC+12v | |
| 2 | | DC12vGND | |
| 3 | | NULL | 不接 |
表1.3 2芯航空接頭接插件針腳定義
| 編號 | 線纜顏色 | 功能定義 | 備注 |
| 1 | | CAN高 | |
| 2 | | CAN低 | |
WSSG接線原理如圖1.1所示。WSSG的DF11s和DF11i的接線完全兼容。
圖3.2.1 WSSG接線原理圖
4 驅(qū)動(dòng)軟件
4.1 CAN通信協(xié)議
此處所述通信協(xié)議為應(yīng)用層。上位機(jī)與WSSG DF11x之間的通信使用一個(gè)數(shù)據(jù)包（8個(gè)字節(jié)）完成。數(shù)據(jù)幀定義如圖4.1.1所示。數(shù)據(jù)幀包含八個(gè)字節(jié)，依次是4個(gè)通道的參數(shù)，每個(gè)通道的參數(shù)使用2個(gè)字節(jié)表述，高兩位用于描述方向信息和特殊編碼，剩下的14位是PWM輸出頻率值，字節(jié)的具體定義如表4.1.1所示。
表4.1.1 CAN數(shù)據(jù)幀定義表
| 通道 | 字節(jié)位 | 含義 | 備注 |
| Out1 | bit15:bit14 | 方向信息，合法值定義為： 靜止：0 向前：1 （DF11s無效） 向后：2 （DF11s無效） 氣隙：3 （DF11s無效） | |
| bit13:bit0 | 頻率值，合法值為0~65535， 正常使用過程中0~5000Hz。 | |
| Out2 | bit15:bit14 | 特殊編碼，用于DF11i時(shí)，必須為設(shè)置為bit15=1；bit14=0；用于DF11s時(shí)，無效 | |
| bit13:bit0 | 頻率值，合法值為0~65535， 正常使用過程中0~5000Hz。 | |
| Out3 | bit15:bit14 | 特殊編碼，用于DF11i時(shí)，必須為設(shè)置為bit15=1；bit14=0；用于DF11s時(shí)，無效 | |
| bit13:bit0 | 頻率值，合法值為0~65535， 正常使用過程中0~5000Hz。 | |
| Out4 | bit15:bit14 | 特殊編碼，用于DF11i時(shí)，必須為設(shè)置為bit15=1；bit14=0；用于DF11s時(shí)，無效 | |
| bit13:bit0 | 頻率值，合法值為0~65535， 正常使用過程中0~5000Hz。 | |
圖4.1.1 CAN通信數(shù)據(jù)幀定義
注：
1） Out2~Out3的標(biāo)識(shí)碼并不用于指明方向信息，除了表中所述的規(guī)定設(shè)定值外，其余用于系統(tǒng)內(nèi)部開發(fā)診斷或系統(tǒng)升級拓展使用，屬于保留位，用戶不可隨意更改，否則會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)不可預(yù)料的狀態(tài)；
2）四個(gè)通道的方向目前配置默認(rèn)為一致的，在使用非智能型號的ESC時(shí)，方向位無意義。
通信用例：
1） WSSG DF11x的工作模式為DF11i，對應(yīng)的ESC型號為智能型，設(shè)定車輪為前進(jìn)方向，PWM輸出頻率為：Out1_Freq=2100Hz（用戶可根據(jù)車輪外徑、電子齒輪數(shù)、車輪時(shí)速計(jì)算而得），Out2_Freq=2150Hz，Out3_Freq=2120Hz，Out4_Freq=2110Hz；
那么生成的數(shù)據(jù)幀如圖4.1.2所示：
圖4.1.2 數(shù)據(jù)幀發(fā)送用例
2） WSSG DF11x的工作模式為DF11s，對應(yīng)的ESC型號為非智能型，設(shè)定車輪為前進(jìn)方向，PWM輸出頻率為：Out1_Freq=2100Hz（用戶可根據(jù)車輪外徑、電子齒輪數(shù)、車輪時(shí)速計(jì)算而得），Out2_Freq=2150Hz，Out3_Freq=2120Hz，Out4_Freq=2110Hz；
那么生成的數(shù)據(jù)幀可以直接使用如圖4.1.2所示的發(fā)送，而不用考慮方向標(biāo)識(shí)，因?yàn)榉较驑?biāo)識(shí)在數(shù)據(jù)幀中已無意義。
特別注意的是，WSSG DF11x在接收到用戶的配置參數(shù)后，會(huì)馬上回發(fā)用戶所配置的參數(shù)，用戶可以通過WSSG DF11x的回發(fā)數(shù)據(jù)校驗(yàn)配置是否正確，并確保通信是否正常。
4.2 通信協(xié)議封裝
WSSG DF11x通信協(xié)議使用DBC格式進(jìn)行了一次封裝，協(xié)議文件保存名為：WheelSpeedGenerator.xml。
4.3 用戶級API
WSSG DF11x自帶了Labview版的vi函數(shù)用于與其進(jìn)行通信，其本質(zhì)是在通信協(xié)議dbc文件的基礎(chǔ)上二次封裝。WSSG DF11x配置使用的只需使用一個(gè)：WheelSpeedSend.vi函數(shù)。通過該函數(shù)，用戶可以配置四個(gè)通道（車輪）的速度值，該函數(shù)的輸入輸出形參定義如表4.3.1所示。
表4.3.1 WheelSpeedSend函數(shù)形參定義表
| 形參名 | 含義 | 備注 |
| Session in | CAN總線會(huì)話句柄輸入 | 輸入 |
| Session out | CAN總線會(huì)話句柄輸出 | 輸出 |
| Direction | 方向信息，有效值：0~3 | 輸入，參照CAN數(shù)據(jù)幀定義 |
| Ch1Prm~Ch4Prm | 4個(gè)通道的頻率值 | 輸入，單位為Hz |
| Error in | 異常輸入 | 輸入 |
| Error out | 異常輸出 | 輸出 |
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