未來(lái)汽車(chē)中的終端節點(diǎn)通訊

帶有標準的UART（SCI）模塊的MCU一般意味著(zhù)驅動(dòng)器的軟件安裝更加簡(jiǎn)單，但另一方面，UART模塊會(huì )增加最終解決方案的MCU成本。與需要位響應(Bit-Bang)解決方案相比，這種解決方案的優(yōu)勢在于CPU的負荷更低，因為基于LIN通訊的中斷只對接收到的每個(gè)字節進(jìn)行。

LIN優(yōu)化UART模塊的MCU是減少驅動(dòng)器軟件部分而增加功能/特性的下一個(gè)步驟。飛思卡爾68HC908EY 或 68HC908GR設備中采用的增強型SCI模塊提供波特率調節和仲裁模塊選項，無(wú)需額外的定時(shí)器就能測量輸入信號（對LIN同步消息有用）。另一方面，這種方法可能會(huì )增加最終設計的成本。

最后一點(diǎn)，也是很重要的一點(diǎn)，理想的解決方案應使用LIN專(zhuān)用的UART模塊。飛思卡爾MCU（如68HC908QL設備）的SLIC（LIN 從接口控制器）模塊就是一個(gè)范例。與標準的UART解決方案相比，這種解決方案的成本和復雜性更高，并且要求實(shí)施SLIC優(yōu)化的驅動(dòng)器。另一方面，SLIC提供如下功能：自動(dòng)同步、自動(dòng)波特率調整、與上述任何解決方案相比中斷數大大減少、自動(dòng)校驗和的生成與驗證。因此，它允許將MCU專(zhuān)用于用戶(hù)應用。

此外，還有一種非常有趣的解決方案是將所有與LIN有關(guān)的計算轉移到支持LIN的協(xié)處理器模塊上。飛思卡爾的MC9S12X系列采用了這種方案。這些產(chǎn)品配備有完全獨立于核心的X-gate RISC協(xié)處理器，可將整個(gè)LIN通訊負載從CPU核心中釋放，從而保證CPU在所有時(shí)間內都可用于用戶(hù)應用。

LIN2.0應用實(shí)例

如前所述，LIN通訊協(xié)議設計用于汽車(chē)傳感器和執行器應用。但是，其使用并不限于這些領(lǐng)域。此處介紹的支持LIN的無(wú)刷直流電機（BLDC）發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制應用就是LIN應用于其它領(lǐng)域的一個(gè)實(shí)例。

無(wú)刷直流電機（BLDC）在汽車(chē)應用中越來(lái)越常見(jiàn)，主要用在空調控制和發(fā)動(dòng)機冷卻風(fēng)扇中。與有刷直流電機相比，無(wú)刷直流電機（BLDC）使用電子交換，而不是機械交換器，因此能提高整個(gè)系統的可靠性和效率。并且，由于無(wú)刷直流電機（BLDC）轉子可產(chǎn)生轉子磁通量，能夠實(shí)現更高的機電轉換效率。

支持LIN的無(wú)刷直流電機（BLDC）發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制應用在閉環(huán)、支持PWM的無(wú)刷直流電機（BLDC）應用中采用LIN2.0通訊協(xié)議。無(wú)刷直流電機（BLDC）由霍爾傳感器驅動(dòng)，用于轉子位置檢測，并且，應用中還嵌入了電流和過(guò)壓檢測功能。此應用的主要部分見(jiàn)圖8：

圖8：支持LIN的無(wú)刷直流電機（BLDC）發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制

如圖所示，支持LIN的無(wú)刷直流電機（BLDC）發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制硬件設計非常簡(jiǎn)單，包含四個(gè)部分：

發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制LIN 主節點(diǎn) - 為L(cháng)IN集群提供所需的風(fēng)扇速度信息，以及運行/停止命令和錯誤跟蹤。 MC68HC908QB8 LIN 開(kāi)發(fā)包 - 是一個(gè)LIN從節點(diǎn)，處理的無(wú)刷直流電機（BLDC）控制功能，并為集群提供實(shí)際風(fēng)扇轉速信息和風(fēng)扇運行/錯誤狀態(tài)信息。評估板的LIN開(kāi)發(fā)包系列 (EVB)是開(kāi)發(fā)者輕松開(kāi)發(fā)他們各自基于LIN的項目而無(wú)需關(guān)注硬件開(kāi)發(fā)的一種方法。目前，這些評估板可用于飛思卡爾半導體的各種8/16位MCU：從非常小型、便宜的MC68HC908QY4 MCU到功能強大的MC68HC908S12C32。在本應用中，我們選擇了MC68HC908QB8，它是低成本、小型的8位MCU系列的一員。 MC33395 EVB - 用于功率設計。飛思卡爾半導體的評估板概念不只限于這種基于MCU的板，還包括基于飛思卡爾SMARTMOS系列的評估板。MC33395 EVB非常適合各種12V的電機控制應用，包括零交叉和背EMF (zero crossing and back EMF)無(wú)刷直流電機（BLDC）轉子位置檢測方法，使用戶(hù)可以輕松使用先進(jìn)的電機控制程序。 無(wú)刷直流電機（BLDC）風(fēng)扇-- 這種應用使用EBM-Papst W3G300-EQ22-90軸向風(fēng)扇。

以下是發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇系統的功能。主節點(diǎn)發(fā)送有關(guān)要求的無(wú)刷直流電機（BLDC）負載循環(huán)、開(kāi)/關(guān)命令和復位信號（用來(lái)清除從節點(diǎn)上的電流過(guò)高和過(guò)壓信號）的信息。所需的速度可以直接在主板上設置，也可以通過(guò)高級CAN總線(xiàn)發(fā)送給主節點(diǎn)。從節點(diǎn)為主節點(diǎn)提供實(shí)際無(wú)刷直流電機（BLDC）速度、電流過(guò)大和電壓過(guò)高標志。

將LIN2.0鏈接增加到獨立發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇中的第一步是創(chuàng )建集群消息策略。它完整描述了集群中不同設備之間的通訊。它包括所有幀的一個(gè)列表，帶有定義的幀ID、幀發(fā)行者和用戶(hù)以及數據字段內容（包括信號結構）。為集群創(chuàng )建一份日程表也非常重要。這些都應該包含在LIN描述文件(*.ldf)中，它的結構由LIN規范包（LIN配置語(yǔ)言說(shuō)明）規定。

對于項目的軟件部分，Volcano（訪(fǎng)問(wèn)www.volcanoautomotive.com了解更多信息）LIN 目標包（LTP）用作LIN 2.0驅動(dòng)器。這種工具可以從集群LDF文件中生成LIN特定的C代碼文件。然后，這些文件被直接添加到用戶(hù)編譯器/鏈接器中，以在項目中增加LIN鏈接程序。因此，應用開(kāi)發(fā)人員只需編寫(xiě)用戶(hù)的特定程序而無(wú)需花時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)與LIN通訊有關(guān)的程序。欲了解這方面的更多信息，請參見(jiàn)飛思卡爾半導體應用指南AN2767, 使用Volcano LTP的飛思卡爾8/16位MCU上的LIN 2.0鏈接。它是一篇簡(jiǎn)單、易讀的文章，描述和介紹了LIN2.0的實(shí)施主題。

支持LIN的無(wú)刷直流電機（BLDC）發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制在飛思卡爾半導體AN2983應用指南中進(jìn)行了詳細描述。該應用指南包括完整的軟件代碼，可從飛思卡爾網(wǎng)站上免費下載。圖9顯示了該應用的真實(shí)圖片。

圖9：支持LIN的無(wú)刷直流電機（BLDC）發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇控制的實(shí)際安裝

飛思卡爾半導體提供廣泛的LIN產(chǎn)品系列，包括8/16/32位主MCU和8/16位從節點(diǎn)MCU。而且，模擬產(chǎn)品部（Analogue Product Group）也提供多種產(chǎn)品，包括LIN物理層接口、LIN/CAN SBC（系統基礎芯片）和IDC（智能分布式控制）。IDC產(chǎn)品是高度集成的單一封裝芯片，包含一個(gè)8位MCU、LIN物理層接口、電壓調節器和各種功率驅動(dòng)(SMARTMOS)組件，如半橋、高/低端開(kāi)關(guān)、霍爾傳感器輸入等。此解決方案非常適合空間有限的應用，如后視鏡或車(chē)窗升降器。