基于LIN總線(xiàn)的車(chē)身控制系統的設計

　　LIN從機節點(diǎn)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(gè)報文幀的幀頭中由配置晶體振蕩器的主機節點(diǎn)通過(guò)同步場(chǎng)給從機節點(diǎn)提供波特率基準，從機節點(diǎn)通過(guò)測量同步場(chǎng)來(lái)校準自身波特率，以保證在報文傳輸中各節點(diǎn)之間的同步。

　　同步場(chǎng)邏輯值為0x55,波形如圖4所示。從機節點(diǎn)通過(guò)測量同步場(chǎng)中第1和第5個(gè)下降沿之間的時(shí)間間隔來(lái)計算校準自身波特率。

圖4 同步場(chǎng)波形圖

　　設主機節點(diǎn)和從機節點(diǎn)的串行口均工作于方式1（8位UART,波特率可變），主機節點(diǎn)波特率為B,從機節點(diǎn)以定時(shí)器測量同步場(chǎng)第1和第5個(gè)下降沿得到的計數個(gè)數為C,從機節點(diǎn)振蕩器當前頻率為fs,得到式（1）。

　　設從機節點(diǎn)計數器1作為波特率發(fā)生器工作于常數自動(dòng)重新裝入的8位定時(shí)器/計數器方式，得到式（2）。

　　使從機節點(diǎn)與主機節點(diǎn)同步，則令：

　　Bs=B

　　由式（1）~式（3）可得到式（4）。

　　從機節點(diǎn)以由式（4）計算得到的N值作計數器1產(chǎn)生波特率的重新裝入值，可產(chǎn)生與主機節點(diǎn)一致的波特率。

　　節點(diǎn)制作與實(shí)驗

　　利用該設計制作LIN節點(diǎn)構建LIN網(wǎng)絡(luò )，對其進(jìn)行了通信試驗和初步的抗干擾試驗。由于報文幀頭和報文幀響應均由主機節點(diǎn)發(fā)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(diǎn)在LIN主機節點(diǎn)的引導下相互傳送指令或信息時(shí)，LIN網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行從機節點(diǎn)到從機節點(diǎn)的數據傳輸，此時(shí)LIN主機節點(diǎn)發(fā)送報文幀幀頭，一個(gè)LIN從機節點(diǎn)發(fā)送報文幀響應，另一個(gè)或幾個(gè)LIN從機節點(diǎn)接收報文幀響應。由于這種報文幀傳送需要3個(gè)甚至3個(gè)以上節點(diǎn)參與，故預留了較長(cháng)的幀間間隔，以便報文幀響應的發(fā)送節點(diǎn)和接收節點(diǎn)有充足的響應時(shí)間，確保報文幀傳送的順利完成。

　　當LIN主機節點(diǎn)向某從機節點(diǎn)請求數據時(shí)，LIN總線(xiàn)上進(jìn)行從機節點(diǎn)到主機節點(diǎn)的數據傳輸，此時(shí)LIN主機節點(diǎn)發(fā)送報文幀頭， LIN從機節點(diǎn)接收報文幀幀頭后發(fā)送報文幀響應， LIN主機節點(diǎn)接收報文幀響應。

　　汽車(chē)電磁環(huán)境惡劣，因此汽車(chē)通信系統的抗干擾能力尤為重要，按該設計制作的LIN網(wǎng)絡(luò )在BZ-5型汽車(chē)電火花干擾試驗臺上進(jìn)行了抗干擾實(shí)驗，試驗中網(wǎng)絡(luò )通信順利，各項功能正常。

　　結束語(yǔ)

　　對總線(xiàn)式車(chē)身控制系統中的CAN/LIN混合網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行深入研究，給出車(chē)身混合網(wǎng)絡(luò )結構中主控節點(diǎn)設計與實(shí)現。在車(chē)身控制系統中，將LIN總線(xiàn)連入低速車(chē)身系統中，通過(guò)主控節點(diǎn)將CAN總線(xiàn)和LIN總線(xiàn)構建成混合控制網(wǎng)絡(luò )，使其控制系統兼具可靠性、高性能和低成本優(yōu)點(diǎn)。在器件選型上采用FREESCALE典型汽車(chē)電子芯片和智能觸點(diǎn)檢測模塊，既實(shí)現了可靠網(wǎng)絡(luò )控制功能，同時(shí)也降低汽車(chē)的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)成本，具有較高實(shí)用性。