基于Microchip單片機(jī)及收發(fā)器實(shí)現(xiàn)的低成本LIN總線

　　4.2 軟件實(shí)現(xiàn)

　　4.2.1 主節(jié)點(diǎn)

　　主節(jié)點(diǎn)完全按照LIN規(guī)范實(shí)現(xiàn)。主節(jié)點(diǎn)的任務(wù)就是發(fā)送報(bào)文頭和發(fā)送接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)一個網(wǎng)關(guān)的作用。另外，單片機(jī)的剩余功能，可以用來做一些A/D和開關(guān)量的采集，還可以驅(qū)動一些蜂鳴器、小電機(jī)或者LED和LCD等器件。主節(jié)點(diǎn)發(fā)送流程如圖5所示。

　　LIN總線的通信可以通過配置單片機(jī)的EUSART來實(shí)現(xiàn)。每次通信都由主節(jié)點(diǎn)啟動，此處不考慮從節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)的通信。總線的配置也由主節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，具體波特率可以通過波特率控制寄存器來實(shí)現(xiàn)。這里采用9 600的波特率。

　　標(biāo)識符不是一個節(jié)點(diǎn)的地址，而是一個報(bào)文的描述符。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個0x3C的命令后，再發(fā)送8 B的00H，總線就進(jìn)入休眠模式。在休眠模式下，總線處于空閑狀態(tài)，因此任何一個從節(jié)點(diǎn)都可以喚醒總線。

　　主節(jié)點(diǎn)采用高精度的石英晶振作為時(shí)鐘源，可以產(chǎn)生低誤差的時(shí)鐘信號。在這里，要把主節(jié)點(diǎn)設(shè)置為異步半雙工通信模式，8 bit數(shù)據(jù)模式。時(shí)鐘選擇為內(nèi)部時(shí)鐘。

　　由于EUSART有“發(fā)送間隔字符位（SENDB）”，可以在每次發(fā)送數(shù)據(jù)前發(fā)送同步間隔字符，這樣可以省掉不少軟件開銷，使單片機(jī)可以致力于其他邏輯的運(yùn)算。

　　4.2.2 從節(jié)點(diǎn)

　　從節(jié)點(diǎn)不需要系統(tǒng)配置的信息，所有從節(jié)點(diǎn)接收所有報(bào)文，然后再判斷是否需要執(zhí)行。

　　從節(jié)點(diǎn)不需要外接石英晶振，可以用單片機(jī)內(nèi)部自帶的RC震蕩器實(shí)現(xiàn)。MICROCHIP的中端8位單片機(jī)大多數(shù)都內(nèi)帶高精度的RC震蕩器，在常溫下(25℃)，經(jīng)過校準(zhǔn)可以達(dá)到±1%的精度。

　　每個單片機(jī)在出廠時(shí)都經(jīng)過校準(zhǔn)，并把校準(zhǔn)字寫在Flash空間的最后一位。在程序開始運(yùn)行時(shí)，會把校準(zhǔn)值裝載到W寄存器里。在程序的第一條指令中執(zhí)行MOVWF OSCCAL，即可將W寄存器里的值送到內(nèi)部RC震蕩器的校準(zhǔn)寄存器里，從而實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。

　　從節(jié)點(diǎn)先檢測總線電平，當(dāng)長時(shí)間的隱性電平結(jié)束，出現(xiàn)大于10個位定時(shí)的顯性電平后，開始數(shù)5個下降沿的時(shí)間，用時(shí)間值除以8，就可以算出波特率。然后從總線上讀取數(shù)據(jù)，解碼ID，處理響應(yīng)。

　　EUSART支持波特率的自動檢測和校準(zhǔn)，可以使軟件代碼大量簡化。從節(jié)點(diǎn)可以在總線空閑時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)從節(jié)點(diǎn)檢測到主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的同步間隔時(shí)，可以從休眠狀態(tài)喚醒。

　　當(dāng)從節(jié)點(diǎn)被其他外部中斷喚醒時(shí)(例如A/D轉(zhuǎn)換完成，外部IO電平變化等)，從節(jié)點(diǎn)可以喚醒休眠的總線。

　　如果從節(jié)點(diǎn)的功能比較簡單，工作電流比較小，可以通過收發(fā)器MCP2021的參考電壓輸出端來供電。MCP2021有兩種型號，參考電壓的輸出分別為5 V和3.3 V，適應(yīng)5 V和3.3 V的單片機(jī)。這個參考電壓的輸出電流最大為50 mA，所以不適合工作電流比較大的場合[3-4]。