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LIN总线协议的使用

随着汽车业的飞速发展,汽车电控系统的配置不断升级,使得车辆上的电子元件越来越多,其相互连接的网络结构也越来越复杂。过去所采用的电缆

跟着轿车业的飞速发展,轿车电控体系的装备不断晋级,使得车辆上的电子元件越来越多,其相互衔接的网络结构也越来越杂乱。曩昔所选用的电缆衔接方法所带来的巨大布线担负,简单形成车体过重和线路的磨损老化。在这种情况下,就需求引进规范的总线技能,然后下降车身分量,一起进步各个电控元件之间的通讯可靠性。上世纪80年代,依据车用通讯网络在不同操控层面的不同功用要求,SAE (Societv ofAuto-mobile Engineering)将其分为A,B,C三类。其间A类为低速网,数据传输速率一般为1~10kb/s,LIN总线通讯网络就归于此类。LIN总线一般应用于不需求高功能及带宽和杂乱性较大的低端体系,如车门操控模块、座椅调理、车灯操控和空调体系中传感器和执行器之间的通讯。因为其LIN总线本钱较低,也能够独立用于不是特别杂乱的车身操控网络中。

  1 LIN总线协议简介

  LIN协议规范于1998年由Audi、BMW、Mo-torola、Daimlerehrysler、VCT、Volvo和Volkswa-gen等七家公司在A类网已有协议的基础上联合提出。LIN总线在当今轿车电子的网络结构中被广泛运用,它依据通用的UART/SCI接口,运用单线信号传输,从节点无需晶振或陶瓷振荡器就能完成自同步,因而本钱低价。LIN总线网络选用单主多从形式,图1所示是UN总线网络的结构示意图,它由一个主节点和一个或若干个从节点组成,不需求总线裁定。LIN总线协议依据ISO参阅模型中的物理层,数据链路层选用NRZ (Not Re-turn Zero)编码方法,电平分为隐性电平(‘1’)和显性电平(‘0’)。

  

  1.1 物理层

  LIN总线一般选用单总线(12 V)串行通讯,总线长度最大可到达40 m,传输速率最高可到达20 Kb/s,一般运用2.4Kb/s、9.6 Kb/s和19.2 Kb/s这三个波特率进行数据传输。因为从节点的个数除了受标识符数量的约束中,也遭到总线的物理特性约束,节点过多必定削减网络阻抗,然后导致通讯条件变差,所以协议规则:一个LIN总线网络上的节点数目不能超过16个。

  1.2 数据链路层

  LIN总线协议的一个报文帧由报文头和呼应组成,图2所示是LIN总线协议的报文帧结构。一般情况下,报文头都是由主节点发送,而呼应则是由一个主节点或许一个从节点发送。LIN总线网络中的数据通讯都是由主节点发送一个报文头来初始化的。报文头包括一个空白场、一个同步场和一个标识符场,而呼应则包括1 到9个字节场(0~8个数据场和一个校验和场)。其间,字节场由字节间的距离分隔,报文头和呼应则由帧内呼应距离分隔,它们的最小长度皆为0。

  

  报文头中的空白场可使节点能够辨认一个报文的开端。空白场为13位或许继续更长时刻的显性电平(‘0’)加上继续1个位时刻以上的隐性电平(‘1’)组成。同步场则为一个字节长度(ox55),可用来使相关从节点进行主从节点的时钟同步。

  标识符场格局如图3所示,界说报文的信息,长度为一个字节,其间前6位为标识符位,可界说26=64个标识符(其间保存4个标识符作为指令和扩展帧标识符),后2位为奇偶校验位。

  

  标识符用于界说数据的传输方向和呼应中数据场的长度,并从节点依据标识符判别报文是否与自己相关,然后对报文做出反响,进行通讯。当主节点发送的报文头被相关从节点承受并对标识符判别之后,从节点被要求进行数据发送,而主节点要接纳从节点发送的数据,则需求将此标识符界说为接纳标识符,关于从节点来说,则需界说为发送标识符,反之亦然。

  呼应中数据场的长度由标识符位中的第4位和第5位(ID5和ID4)决议,它们将一切的标识符分红四组。每组有16个标识符,这些标识符代表着2、4和8 个数据场。数据场的传输由低位到高位,包括了各个节点需求传输的数据。校验和场是数据场一切字节的和的反码,当节点收到数据并进行校验时,要求一切数据字节和与校验和场的字节相加有必要是0xFF。

  2 车门操控中LIN通讯体系的规划

  本规划方案首要选用英飞凌XC886单片机作为主节点操控器,以英飞凌的TLE7259芯片作为LIN驱动模块,这样可使主节点车门操控器能够经过LIN 总线与3个从节点车门操控器(TLE7810)进行通讯。作为主节点,在此门控体系中,能够经过司机侧按钮开关对一切车窗进行升降,并可进行后视镜的调理和中心门锁的操控。图4所示是车门操控体系的结构框图。

  

  2.1 XC886与UN驱动模块的接口规划

  英飞凌公司的XC886单片机是依据8051工业规范架构的高功能8位微操控器,其内部集成有CAN操控器并支撑UN通讯,一起包括两个UART(其间一个用于支撑LIN)和两个独自16位计时器的捕捉/比较单元(CCU),可灵敏发生PWM信号。此外,还集成有高精度8路10位ADC、四个通用16位计时器和可编程16位看门狗计时器(WDT),并支撑片内调试。XC886包括多种省功耗形式,十分适用于各种轿车车身操控网络以及工业和农业设备操控、建筑物照明操控、智能传感器和工业自动化等范畴。

  体系中的LIN驱动模块选用英飞凌公司的TLE7259芯片,它具有总线接地短路维护功用,适用于传输速率为2.4 kb/s~20 kb/s的车载体系通讯网络。一起,该器材还具有极强的防静电放电(ESD)特性和优胜的抗电磁干扰(EMI)才能。其依据固定斜率的斜率操控机制,还可完成在宽频带范围内优胜的EMC功能。在XC886作为LIN总线主节点操控器的规划方案中,有必要在TLE7259芯片的LIN_BUS引脚与INH引脚之间衔接一个1kΩ的电阻和一个反向二极管,并将TLE7259装备成主节点驱动模块。图5所示是体系LIN驱动模块的接口电路。

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