LIN总线及其在汽车分级制网络中的应用2

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LIN总线及其在汽车分级制网络中的应用2 [复制链接]

 根据传输条件的不同，报文帧可分为绝对帧、触发帧、离散帧、诊断帧、用户定义帧和保留帧六种[2]。
    LIN总线上的所有通讯都由主机节点中的主机任务发起，主机任务根据进度表来确定当前的通讯内容，发送相应的帧头，并为报文帧分配帧通道。总线上的从机节点接收帧头之后，通过解读标识符来确定自己是否应该对当前通讯做出响应、做出何种响应。基于这种报文滤波方式，LIN可实现多种数据传输模式，且一个报文帧可以同时被多个节点接收利用，如图3所示。
 

图3 LIN数据传输模式

    3.3 总线睡眠和唤醒
    需要时可由主机节点发送一个标识符为0x3C且数据场中首字节为0的诊断帧将所有从机节点置为睡眠状态，如果总线在4秒钟以上没有任何活动，从机节点也自动进入睡眠状态，以减小功耗。

    处于睡眠状态的LIN网络中的任何一个节点都可以请求唤醒总线，总线上的所有节点在接收到唤醒请求后应脱离睡眠状态并为接收总线命令做好准备。主机节点接收到唤醒请求后也被唤醒，并在从机节点准备好之后发送帧头，寻找唤醒原因。

    3.4 错误检测和处理
    LIN规范定义了六种不同类型的报文错误：位错误、校验和错误、标识符错误、从机不响应错误、总线不活动错误和同步场不一致错误。主机节点和从机节点分别检测这六种错误中的若干种。

    4、LIN应用设计
    LIN是一种低速串行总线，其提出是针对汽车应用的，主要用于汽车电子控制系统，实现智能传感器、执行器等的连接。LIN定位于汽车上的下层局部网络。由CAN构成汽车的上层主干网络，而在不需要CAN的高速与多功能性的场合则由LIN来构成下层局部网络，实现分级制网络结构，以达到合理分配利用网络资源、提高线路布置的方便灵活性、降低成本的目的。典型的基于CAN-LIN总线的分级制汽车车身网络如图4所示。
 

图4 基于CAN/LIN的分级制汽车网络

    现以车门LIN网络为例介绍LIN总线设计的一般方法。
   
    车门控制LIN网络的结构及其在车门上的布置如图5所示，该网络由主机节点、后视镜从机节点、摇窗机从机节点、门锁从机节点构成。
 

图5 车门控制LIN网络

     主机节点采集本地各控制开关的状态并接受CAN总线上的远程信息，据此产生控制指令，并将指令转换为LIN报文帧通过LIN网络发送给相应从机节点，从机节点接收到与自己相关的报文帧后对报文帧进行拆封、解读，然后根据获得的指令控制相应的执行器动作，从而实现对车门各部件的控制。同时，在需要时从机节点分别将其控制部件所处状态反馈给主机节点，主机节点再将该状态信息通过指示灯或喇叭提供给驾驶员或通过CAN总线发送给其他控制单元。主机节点也作为本LIN网络与上层CAN网络连接的网   
a.主机节点                                                                      b.从机节点
图6 LIN主机节点和从机节点

    图6为车门控制LIN网络的主机节点和后视镜从机节点的结构框图图。主机节点主要由控制器、电源、控制按钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几部分组成。后视镜从机节点主要由控制器、电源、LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后视镜调整电机、除霜加热器等组成。

     主机节点和从机节点控制器均采用PHILIPS的高性能8位单片机P87LPC768，该单片机除具有51系列单片机典型功能，完全满足LIN控制器的硬件要求外，还具有片内看门狗和振荡器等模块，可有效简化LIN节点结构，降低成本。LIN收发器采用PHILIPS公司生产的TJA1020，其可用波特率范围2.4-20Kbits/s，它具有较高的抗电磁干扰性（EMI）,可以自动修整输出波形降低电磁辐射（EME），且当传输速率低于10Ｋｂ/ｓ时, TJA1020可以工作在低斜率模式下而进一步降低电磁辐射