lin匯流排簡介
典型的lin 匯流排應用是汽車中的聯合裝配單元，如：門、方向盤、座椅、空調、照明燈、濕度感測器，交流發電機等。對於這些成本比較敏感的單元，lin 可以使那些機械元件如智慧型感測器、制動器或光敏器件得到較廣泛的使用。這些元件可以很容易的連線到汽車網路 中並得到十分方便的維護和服務。在lin 實現的系統中通常將模擬訊號量用數碼訊號量 所替換，這將使匯流排效能優化。在以下的汽車電子控制系統中使用lin 來實現將得到非常完美的效果：
lin節點硬體設計
1 lin介面總體設計
lin 節點硬體上主要包括lin介面電路部分、控制輸入部分、顯示電路或負載驅動輸出等，其中lin介面為節點的核心。以microchip公司的 pic16f87為控制器、tja1020為lin收發器、sa57022 為開關電源的lin介面電路如圖1所示。sa57022電源輸出的開啟與關斷由lin收發器控制通過inh引腳控制。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
圖1 lin介面原理圖
因主機節點需為網路中的從機節點提供時鐘基準，故在主機節點中為pic16f87配置了外部晶振。在從機節點中，從機節點可通過主機節點傳送幀頭中的同步場來校準自身波特率，故可省去外部晶振而使用pic16f87內建的rc振盪器。
2 lin收發器應用設計
tja1020 為lin收發器，它是lin 協議控制器和lin傳輸**之間的介面，是節點的核心器件，負責收發資料時匯流排的波形調整和電平轉換及節點多種工作模式的實現。tja1020按lin物理層規範整合了片內從機端電阻，在從機節點應用中無須再外接從機端電阻，在主機節點應用中按圖1所示在其inh引腳和lin引腳之間串接主機端電阻和二極體可提高匯流排的驅動能力，並在匯流排對地短路時使節點自動進入睡眠狀態，減少電流損耗。
以tja1020為收發器構造的lin節點具有普通、低斜率、睡眠、準備四種工作模式，以盡可能降低功耗和電磁輻射，各種模式下的節點狀態和模式間轉換如圖2所示。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
圖2 工作模式的節點狀態以及模式間的切換
lin節點軟體設計
1 lin主機節點軟體設計
lin主機節點行使幀處理和lin網路的通訊管理職能，程式流程如圖3所示。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
圖3 主機程式流程
lin規範規定，同步間隔場為至少13個連續的顯性位(低電平)。lin 通訊基於通用uart/sci介面，位元組傳送使用8n1編碼，無法直接產生這樣乙個顯性序列。
匯流排的正常通訊波特率為9.6k,從機節點始終以此波特率工作，主機節點在需要傳送同步間隔場時將波特率降低到4.8k,並傳送0x00,則工作於9.6k 波特率的從機節點將檢測到18個連續的顯性位，從而判斷乙個新報文幀的到來。主機節點在傳送完同步間隔場後將波特率恢復到9.6k.
2 lin從機節點軟體設計
lin從機節點的職能可概括為幀頭檢測與接收和幀處理這兩部分。在每個報文幀的幀頭中由配置晶體振盪器的主機節點通過同步場給從機節點提供波特率基準，從機節點通過測量同步場來校準自身波特率，以保證在報文傳輸中各節點之間的同步。
同步場邏輯值為0x55,波形如圖4所示。從機節點通過測量同步場中第1和第5個下降沿之間的時間間隔來計算校準自身波特率。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
圖4 同步場波形圖
設主機節點和從機節點的序列口均工作於方式1(8位uart,波特率可變)，主機節點波特率為b,從機節點以定時器測量同步場第1和第5個下降沿得到的計數個數為c,從機節點振盪器當前頻率為fs,得到式(1)。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
設從機節點計數器1作為波特率發生器工作於常數自動重新裝入的8位定時器/計數器方式，得到式(2)。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
使從機節點與主機節點同步，則令：
bs=b
由式(1)~式(3)可得到式(4)。
基於lin匯流排的車身控制系統設計
從機節點以由式(4)計算得到的n值作計數器1產生波特率的重新裝入值，可產生與主機節點一致的波特率。
節點製作與實驗
利用該設計製作lin節點構建lin網路，對其進行了通訊試驗和初步的抗干擾試驗。由於報文幀頭和報文幀響應均由主機節點傳送，報文幀幀頭和報文幀響應間的幀間響應間隔較小。
當lin從機節點在lin主機節點的引導下相互傳送指令或資訊時，lin網路上進行從機節點到從機節點的資料傳輸，此時lin主機節點傳送報文幀幀頭，乙個lin從機節點傳送報文幀響應，另乙個或幾個lin從機節點接收報文幀響應。由於這種報文幀傳送需要3個甚至3個以上節點參與，故預留了較長的幀間間隔，以便報文幀響應的傳送節點和接收節點有充足的響應時間，確保報文幀傳送的順利完成。
當lin主機節點向某從機節點請求資料時，lin匯流排上進行從機節點到主機節點的資料傳輸，此時lin主機節點傳送報文幀頭， lin從機節點接收報文幀幀頭後傳送報文幀響應， lin主機節點接收報文幀響應。
汽車電磁環境惡劣，因此汽車通訊系統的抗干擾能力尤為重要，按該設計製作的lin網路在bz-5型汽車電火花干擾試驗台上進行了抗干擾實驗，試驗中網路通訊順利，各項功能正常。
結束語對匯流排式車身控制系統中的can/lin混合網路進行深入研究，給出車身混合網路結構中主控節點設計與實現。在車身控制系統中，將lin匯流排連入低速車身系統中，通過主控節點將can匯流排和lin匯流排構建成混合控制網路，使其控制系統兼具可靠性、高效能和低成本優點。在器件選型上採用freescale典型汽車電子晶元和智慧型觸點檢測模組，既實現了可靠網路控制功能，同時也降低汽車的開發、生產成本，具有較高實用性。
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