MC微控器在汽車(chē)CAN/LIN網(wǎng)關(guān)中的應用

汽車(chē)電子技術(shù)的不斷發(fā)展大大提高了汽車(chē)性能，同時(shí)也給汽車(chē)制造安裝以及系統可靠性等帶方面來(lái)了一系列問(wèn)題。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )的誕生使汽車(chē)電子邁入了一個(gè)新的臺階，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )用總線(xiàn)進(jìn)行信息通訊，不僅解決了現代汽車(chē)電子化中出現的線(xiàn)路復雜和線(xiàn)束增加等問(wèn)題，同時(shí)也是汽車(chē)通信和控制的一個(gè)重要基礎。CAN 總線(xiàn)和LIN 總線(xiàn)作為汽車(chē)總線(xiàn)的主流形式，在汽車(chē)領(lǐng)域已逐日得到廣泛應用。
1 CAN/LIN 總線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介[1]
CAN，全稱(chēng)為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。CAN 通信協(xié)議描述了在設備之間信息如何傳遞。CAN 以?xún)煞N形式存在：一種是具有11 位ID 標示符的標準CAN，另一種是29 位ID 標示符的擴展CAN。LIN，全稱(chēng)為“Local Interconnect Network”，是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò )。LIN 的目
標是為現有汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )(如CAN 總線(xiàn))提供輔助功能，在不需要CAN 總線(xiàn)的帶寬和多功能的場(chǎng)合，使用LIN 總線(xiàn)可大大節省成本。
CAN 總線(xiàn)以及LIN 總線(xiàn)的主要特征如表1 所示。

2 MC68HC908GZ32 簡(jiǎn)介[2]
MC68HC908GZ32 是Freescale 公司生產(chǎn)的8 位微控制器。其內部具有8 位的中央處理單元、時(shí)鐘發(fā)生模塊、8 通道的定時(shí)器模塊、8 位的鍵盤(pán)中斷模塊、增強型串行通信模塊、時(shí)基模塊以及CAN 通信模塊等。其容量達32KB 的片內Flash 存儲器與1536B RAM 能滿(mǎn)足多數用戶(hù)的各種應用要求。不僅有傳統的串行通信接口，而且還有串行外圍接口，使得芯片與外部設備、芯片與外圍擴展芯片的通信和連接變得簡(jiǎn)便，具有53 個(gè)通用I/O 引腳。
MC68HC908GZ32 的上述眾多功能特點(diǎn)，使其既可以進(jìn)行CAN 網(wǎng)絡(luò )通信，又可以進(jìn)行LIN 網(wǎng)絡(luò )通信，因此可以將其作為CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)。
3 GZ32 在CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)中的應用
以汽車(chē)車(chē)身網(wǎng)絡(luò )為例，說(shuō)明GZ32 在CAN/LIN 網(wǎng)絡(luò )中的應用。車(chē)身網(wǎng)絡(luò )屬于中低速網(wǎng)絡(luò )，既可以用CAN 總線(xiàn)進(jìn)行通信和控制，也可以用LIN 總線(xiàn)進(jìn)行通信和控制。從節約成本的角度考慮，可以使用LIN 總線(xiàn)。但LIN 總線(xiàn)使用主從結構，而車(chē)身電器部分又很多，包括車(chē)燈、車(chē)門(mén)、后視鏡以及雨刮等等，因此，為減少系統模塊以及使系統更為簡(jiǎn)單系統化，可使用GZ32 作為CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)，既可以接收CAN 總線(xiàn)報文，又可以對CAN 報文進(jìn)行解讀，發(fā)送給LIN 總線(xiàn)。車(chē)身網(wǎng)絡(luò )系統構建圖如圖1 所示。

3.1 網(wǎng)關(guān)的作用
網(wǎng)關(guān)的作用就是為在不同的通信協(xié)議和不同的傳輸速度的計算機或模塊之間進(jìn)行通信時(shí)，建立連接和信息解碼，重新編譯，并將數據傳輸給其他系統。為了使采用不同協(xié)議及速度的數據總線(xiàn)間實(shí)現無(wú)差錯數據傳輸，必須要用一種特殊功能的計算機，這種計算機就是網(wǎng)關(guān)。
GZ32 具有MSCAN08 模塊，可以接收/發(fā)送CAN 報文；同時(shí)又具有ESCI 模塊，可以接收/發(fā)送LIN 報文。因此，本設計中使用GZ32 作為CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)。
當使用 MSCAN 模塊時(shí)，應作如下初始化[3]：
CONFIG1=0x09;
CONFIG2=0x1C; // CAN 模塊使能
CBTR0=0x00;
CBTR1=0xD8; //設置波特率為125K
3.2 CAN 報文的接收和發(fā)送
一個(gè)完整的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )系統可分為車(chē)身網(wǎng)絡(luò )系統和動(dòng)力網(wǎng)絡(luò )系統，要有高低速CAN 網(wǎng)關(guān)。本設計中的CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)的主要功能是，接收高低速CAN 網(wǎng)關(guān)發(fā)送來(lái)的CAN 報文幀，通過(guò)TJA1050 CAN 收發(fā)器實(shí)現。對于車(chē)燈模塊（包括轉向燈、示寬燈、遠/近光燈、霧燈等），可以使用CAN 報文通過(guò)I/O 口進(jìn)行控制。同時(shí)網(wǎng)關(guān)還對接收到的CAN 報文進(jìn)行解析，發(fā)送給LIN 總線(xiàn)。由于CAN 和LIN 是全雙工的總線(xiàn)，因此GZ32 CAN/LIN 網(wǎng)關(guān)還可以向CAN總線(xiàn)發(fā)送CAN 報文幀，也可以接收來(lái)自L(fǎng)IN 總線(xiàn)的LIN 報文幀。如圖2 所示[4]。