LIN總線(xiàn)在家用電器中的應用
LIN總線(xiàn)標準包括有關(guān)傳送協(xié)議的規范、傳輸媒介以及開(kāi)發(fā)工具之間的接口,它具備以下特點(diǎn) :
* 包括一個(gè)主節點(diǎn)/多個(gè)從屬節點(diǎn)
* 使用成本低的半導體工藝實(shí)現,采用普通的USART/SCI接口硬件
* 容易實(shí)現
* 自行同步,在從屬節點(diǎn)設備中不必使用石英諧振器或者陶瓷諧振器
* 確保足夠的等待時(shí)間,以便傳送信號
* 成本低,只使用一條連線(xiàn)進(jìn)行連接
* 速度最高為20 kb/s
主節點(diǎn)傳送信號到從屬節點(diǎn),而從屬節點(diǎn)只在主節點(diǎn)詢(xún)問(wèn)時(shí)才傳送信號。從屬節點(diǎn)僅在需要發(fā)出喚醒信號的時(shí)候才主動(dòng)地發(fā)送信號。從屬節點(diǎn)是通過(guò)識別位來(lái)識別信息,識別位表示幾個(gè)節點(diǎn)可以收到同樣的消息。
標準數據幀的通信過(guò)程是從一個(gè)同步停止信號開(kāi)始,下面接著(zhù)的是一個(gè)在時(shí)間上占1至4位的同步定界符。在送出同步定界符之后,傳送同步字段(synchrONization field),從屬節點(diǎn)利用同步字段把它的波特速率調整到被傳送信號的波特速率。
一旦同步字段傳送完畢,便送出識別字段,它包括識別位和兩個(gè)奇偶校驗位。奇偶校驗位告訴你,數據與那個(gè)從屬節點(diǎn)有關(guān),并且告訴你對這個(gè)數據做什么。在傳送識別字段之后,或者是收信的從屬節點(diǎn)對這個(gè)消息作出響應,或者是主節點(diǎn)繼續傳送數據??梢允褂靡欢樞虻淖R別位來(lái)接收來(lái)自從屬節點(diǎn),而其它的識別位則表示數據流的類(lèi)型。檢查和(checksum)表示數據幀結束,檢查和是通過(guò)計算數據的全部字節而得到的(不包括識別字節及同步字段)。
LIN 總線(xiàn)主節點(diǎn)發(fā)出的另一個(gè)幀是睡眠幀,它的作用是讓總線(xiàn)和節點(diǎn)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。睡眠幀的識別字段包含數值 0x80之外,除此之外,睡眠幀與數據幀是相似的。在識別字段后面傳送數據,或者不傳送數據,可以由系統設人員選擇。當收到喚醒信號時(shí),總線(xiàn)睡眠狀態(tài)便中止。 主節點(diǎn)或者從屬節點(diǎn)都可以發(fā)送喚醒信號。
當主節點(diǎn)或者從屬節點(diǎn)需要發(fā)送喚醒信號時(shí),它送出數值0x80,后面跟著(zhù)的是4至64位的喚醒定界符。然后,主節點(diǎn)送出數據幀。如果經(jīng)過(guò)相當于128位的時(shí)間后,主節點(diǎn)沒(méi)有送出同步停止命令,便送出新的喚醒信號。這個(gè)步驟只重復三次。
LIN總線(xiàn)在家電中的應用
在一般的干衣機中,使用者是在干衣機操作面板上選擇溫度、干衣時(shí)間、冷卻時(shí)間等參數。這時(shí),干衣機中的電子部件開(kāi)始工作??刂浦?zhù)溫度、干燥程度、轉速以及其它參數的傳感器都直接用線(xiàn)連到控制面板上。這個(gè)方法要花費很多錢(qián),因為每根線(xiàn)都要連到面板上。但是,如果所有的傳感器、電動(dòng)機、以及顯示部件都連到一個(gè)單總線(xiàn)上,然后在干衣機只用一根線(xiàn)連到面板上,這樣可以降低制造成本,也可以降低服務(wù)維修的成本。
例如,如果干衣機使用LIN總線(xiàn),當使用人員選擇了干衣程序后,主處理器(它是主節點(diǎn))便開(kāi)始執行它的控制功能。主節點(diǎn)首先訪(fǎng)問(wèn)門(mén)節點(diǎn)傳感器,看看門(mén)是否鎖上了,然后干衣過(guò)程便開(kāi)始。如果門(mén)沒(méi)有鎖上,主節點(diǎn)便送出一個(gè)信號到控制面板上的顯示器,或者產(chǎn)生一個(gè)聲音。如果門(mén)鎖上了,主節點(diǎn)便送一個(gè)命令到加熱部件,開(kāi)始加熱,并送一個(gè)命令到電動(dòng)機,讓它開(kāi)始轉動(dòng)。用一個(gè)識別符來(lái)完成這兩樣工作。電動(dòng)機和加熱部件接到這個(gè)識別符后,便開(kāi)始轉動(dòng)和加熱。
一旦干衣機開(kāi)始工作,主節點(diǎn)每隔一秒鐘訪(fǎng)問(wèn)一次溫度傳感器,看看是否達到預定的溫度。如果已經(jīng)到了預定的溫度,主節點(diǎn)便加熱部件的電源關(guān)掉。它繼續監測溫度,確保它沒(méi)有降低到一個(gè)預定的最低溫度。
在干衣過(guò)程中,主節點(diǎn)連續地檢查門(mén)是不是鎖上。如果在干衣過(guò)程中,門(mén)鎖打開(kāi),主節點(diǎn)便送一個(gè)命令到總線(xiàn)上,把加熱器及電動(dòng)機的電源關(guān)掉。
主節點(diǎn)部件有一個(gè)定時(shí)器,它是用于對干衣過(guò)程進(jìn)行編程。在干衣階段完成之后,主節點(diǎn)開(kāi)始冷卻階段,這時(shí)加熱部件的電源已經(jīng)關(guān)掉,但是干衣機繼續在旋轉。在冷卻階段結束后,主節點(diǎn)便送一個(gè)消息告訴控制面板顯示器:干衣完成。顯示部件或者用文字顯示,或者用一個(gè)蜂鳴器發(fā)出聲音。
用LIN總線(xiàn)升級及排除故障
可以用一部個(gè)人電腦訪(fǎng)問(wèn)LIN 總線(xiàn)上要調試的節點(diǎn)。例如,可以對主節點(diǎn)進(jìn)行編程,當兩個(gè)鍵按下去超過(guò)兩秒鐘時(shí)間時(shí),它便進(jìn)入調試/升級狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)下,可以啟動(dòng)要調試的節點(diǎn),或者把新的固件安裝到節點(diǎn)上去。
利用LIN總線(xiàn),可以對干衣機進(jìn)行編程,實(shí)現不同的功能,例如實(shí)現自動(dòng)載荷控制。這時(shí)不是每一樣功能各用一個(gè)模塊來(lái)實(shí)現 (如果每個(gè)功能是用一個(gè)模塊來(lái)實(shí)現的話(huà),就需要存放很多模塊,并且需要維護),同一個(gè)基本的控制模塊可以用來(lái)實(shí)現所有的功能。在生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)LIN總線(xiàn)傳送一個(gè)配置命令到節點(diǎn)上去,就可以啟用這些存放在EEPROM中的功能。每次將一個(gè)節點(diǎn)通電,電腦通過(guò)LIN總線(xiàn)從EEPROM把配置裝到節點(diǎn)上去,這些節點(diǎn)不需要EEPROM。
使用LIN總線(xiàn)時(shí),省去了多個(gè)編程模塊,也省去了多條連接線(xiàn),可以節省費用。測試和調試工作都可以通過(guò)LIN總線(xiàn)來(lái)進(jìn)行,可以關(guān)閉某個(gè)功能,或者啟用某個(gè)功能。因此,不論是制造商還是消費者都可以省不少錢(qián)。
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