基于Microchip單片機及收發(fā)器實(shí)現的低成本LIN總線(xiàn)

　　在LIN網(wǎng)絡(luò )中，主節點(diǎn)的時(shí)鐘由高精度的晶振產(chǎn)生，從節點(diǎn)一般用RC震蕩器產(chǎn)生。在本文中，從節點(diǎn)的時(shí)鐘可以用MICROCHIP單片機的內部RC震蕩器來(lái)實(shí)現。

　　3 LIN協(xié)議的基本知識

　　LIN的報文分為兩部分，一是主任務(wù)，也叫報文頭；另一個(gè)部分是從任務(wù)，也叫響應場(chǎng)。如圖3所示。

　　主任務(wù)位于主機節點(diǎn)內部，都是由主節點(diǎn)發(fā)出，它負責報文的進(jìn)度表、發(fā)送報文頭（HEADER）。從任務(wù)位于所有的（即主機和從機）節點(diǎn)中，其中一個(gè)（主機節點(diǎn)或從機節點(diǎn)）發(fā)送報文的響應（RESP*E）。

　　3.1 報文頭

　　報文頭分為三部分，按順序分別叫同步間隔、同步字段、標識符字段。

　　同步間隔是一個(gè)長(cháng)時(shí)間的低電平（顯性總線(xiàn)電平），低電平時(shí)間要大于10個(gè)位定時(shí)時(shí)間，通常為13個(gè)位定時(shí)時(shí)間。在長(cháng)時(shí)間的低電平之后，要跟著(zhù)一個(gè)短時(shí)間的高電平（隱性總線(xiàn)電平），一般為1～4個(gè)位定時(shí)時(shí)間。

　　同步字段包含了時(shí)鐘的同步信息。它的內容為0x55，表現在8個(gè)位定時(shí)中有5個(gè)下降沿（隱性跳變到顯性的邊沿）。從節點(diǎn)通過(guò)同步字段，可以使自己的總線(xiàn)速率與主節點(diǎn)同步。

　　標識符字段定義了報文的內容和長(cháng)度。其中，內容是由6個(gè)標識符位和2個(gè)奇偶校驗位組成，如圖4所示。標識符位的第5位和第6位（ID4和ID5）定義了報文數據場(chǎng)的長(cháng)度。

　　3.2 響應場(chǎng)

　　響應場(chǎng)包含數據字段和校驗和兩部分。

　　數據字段由8 bit數據的字節組成，傳輸由最低位（LSB）開(kāi)始。校驗和按照帶進(jìn)位加的方式計算，每個(gè)進(jìn)位都被加到本次計算結果的最低位。

　　3.3 保留的標識符

　　標識符為0x3C和0x3D的標識符被用做診斷。其中0x3C是主機請求幀，它可以從主機向從機節點(diǎn)發(fā)送命令和數據。0x3D是從機響應幀，它觸發(fā)一個(gè)從機節點(diǎn)（由一個(gè)優(yōu)先的下載幀編址）向主機節點(diǎn)發(fā)送數據。

　　標識符為0x3E是由用戶(hù)定義的自由用法，標識符為0x3F是為將來(lái)使用而嚴格保留的。

　　4 MICROCHIP單片機的軟硬件實(shí)現

　　4.1 硬件實(shí)現

　　主節點(diǎn)一般采用Flash比較大的MICROCHIP中檔8位單片機，或者采用帶CAN控制器的高檔8位單片機或16位單片機作為控制器。時(shí)鐘采用高精度石英晶振。物理層的電平轉換采用MICROCHIP的收發(fā)器MCP2021。

　　從節點(diǎn)可用低成本的MICROCHIP中、低檔8位單片機。時(shí)鐘用單片機內部自帶的RC震蕩器。內部RC震蕩器在常溫25 ℃時(shí)，精度為1%，全溫度范圍(-40 ℃～+125 ℃)內精度為5%[1]。物理層的電平轉換采用MICROCHIP的收發(fā)器MCP2021。