車(chē)載防盜報警LIN節點(diǎn)的設計與實(shí)現

隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，車(chē)身上的電子控制單元也越來(lái)越多。傳統的車(chē)身線(xiàn)束不僅會(huì )增加制造成本，而且會(huì )降低系統的可靠性和可維護性。于是，汽車(chē)車(chē)身總線(xiàn)應運而生。采用車(chē)身總線(xiàn)設計不僅可以簡(jiǎn)化線(xiàn)路、節約制造成本、提高可靠性，同時(shí)也節省了系統的維護成本。車(chē)載防盜報警模塊是車(chē)身控制單元（BCM）的一部分，由于其本身對總線(xiàn)通信的實(shí)時(shí)性和速率要求不高，所以將其接入低速總線(xiàn)LIN上。
　　
LIN總線(xiàn)
LIN總線(xiàn)主要用于不需要CAN性能、速率和復雜性的低速系統，是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò )，采用一個(gè)主節點(diǎn)及若干從節點(diǎn)的結構，基于通用的UART/SCI的硬件接口，最高速率可以達到20kb/s。

LIN總線(xiàn)通過(guò)報文幀進(jìn)行數據傳輸，一個(gè)完整的報文幀包括幀頭和信息響應。報文頭包括間隔場(chǎng)、同步場(chǎng)和標志符場(chǎng)。間隔場(chǎng)由至少13個(gè)位時(shí)的持續顯性電平（0）組成，標志著(zhù)一次數據通信過(guò)程中報文幀的開(kāi)始。同步場(chǎng)包含時(shí)鐘同步信息，其格式是0x55，所有從機節點(diǎn)在正確接收同步字節場(chǎng)后，準確計算出主機節點(diǎn)將要發(fā)送數據的波特率，并以此波特率作為下一步要發(fā)送或接收數據的波特率設定值，從而實(shí)現從機節點(diǎn)與主機節點(diǎn)時(shí)鐘的同步。標志符場(chǎng)定義了信息的內容和長(cháng)度。報文響應由主機節點(diǎn)或從機節點(diǎn)根據標志符場(chǎng)的信息發(fā)出，由2、4或8字節長(cháng)度的數據和1字節的校驗和構成。校驗通過(guò)計算數據的全部字節而得到，用于接收方驗證數據的正確性。

圖 1完整的LIN信息幀

功能描述
車(chē)載防盜報警模塊是車(chē)身控制模塊的一個(gè)從節點(diǎn)，主要功能有以下3點(diǎn)：一是與BCM之間保持通信聯(lián)系并上報防盜報警模塊的狀態(tài)信息；二是接收車(chē)身控制模塊的命令并驅動(dòng)喇叭發(fā)出報警聲；三是監測連接防盜報警模塊與BCM之間的電源線(xiàn)、地線(xiàn)和LIN線(xiàn)是否被割斷并發(fā)出報警聲。

實(shí)現方案
1 器件選擇
本系統的兩個(gè)主要器件為L(cháng)IN收發(fā)器和微處理器。由于防盜報警模塊是電池供電的LIN節點(diǎn)，所以在器件選取時(shí)需要盡量考慮低功耗的器件。LIN收發(fā)器選取TJA1020，它是連接車(chē)身控制器與防盜報警模塊之間的物理媒體連接，也是LIN主/從機協(xié)議控制器和LIN傳輸媒體之間的接口。協(xié)議控制器輸入引腳TXD的發(fā)送數據流被LIN收發(fā)器轉換為總線(xiàn)信號，而且電平翻轉速率和波形都受到限制，以減少電磁輻射。TJA1020的接收器檢測到LIN總線(xiàn)上的數據流并通過(guò)RXD引腳將它傳送到協(xié)議控制器。TJA1020具備低功耗管理模式，它在睡眠模式中幾乎不消耗電流并在錯誤模式中減小功率消耗。所以，TJA1020非常適用于防盜報警模塊這種以電池供電的LIN節點(diǎn)。系統采用意法半導體的8位微處理器STM8S105K4作為主控單片機，靠?jì)炔?28kHz時(shí)鐘驅動(dòng)運行時(shí)，靜態(tài)功耗可以低至0.6mA。滿(mǎn)足系統對低功耗要求的同時(shí)具備LIN控制器與電池電量檢測10位ADC功能。