基于LIN總線的車(chē)身控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)的職能可概括為幀頭檢測(cè)與接收和幀處理這兩部分。在每個(gè)報(bào)文幀的幀頭中由配置晶體振蕩器的主機(jī)節(jié)點(diǎn)通過(guò)同步場(chǎng)給從機(jī)節(jié)點(diǎn)提供波特率基準(zhǔn)，從機(jī)節(jié)點(diǎn)通過(guò)測(cè)量同步場(chǎng)來(lái)校準(zhǔn)自身波特率，以保證在報(bào)文傳輸中各節(jié)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(jī)節(jié)點(diǎn)通過(guò)測(cè)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(jì)算校準(zhǔn)自身波特率。

圖4 同步場(chǎng)波形圖

　　設(shè)主機(jī)節(jié)點(diǎn)和從機(jī)節(jié)點(diǎn)的串行口均工作于方式1（8位UART,波特率可變），主機(jī)節(jié)點(diǎn)波特率為B,從機(jī)節(jié)點(diǎn)以定時(shí)器測(cè)量同步場(chǎng)第1和第5個(gè)下降沿得到的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)為C,從機(jī)節(jié)點(diǎn)振蕩器當(dāng)前頻率為fs,得到式（1）。

　　設(shè)從機(jī)節(jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)器1作為波特率發(fā)生器工作于常數(shù)自動(dòng)重新裝入的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式，得到式（2）。

　　使從機(jī)節(jié)點(diǎn)與主機(jī)節(jié)點(diǎn)同步，則令：

　　Bs=B

　　由式（1）~式（3）可得到式（4）。

　　從機(jī)節(jié)點(diǎn)以由式（4）計(jì)算得到的N值作計(jì)數(shù)器1產(chǎn)生波特率的重新裝入值，可產(chǎn)生與主機(jī)節(jié)點(diǎn)一致的波特率。

　　節(jié)點(diǎn)制作與實(shí)驗(yàn)

　　利用該設(shè)計(jì)制作LIN節(jié)點(diǎn)構(gòu)建LIN網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其進(jìn)行了通信試驗(yàn)和初步的抗干擾試驗(yàn)。由于報(bào)文幀頭和報(bào)文幀響應(yīng)均由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，報(bào)文幀幀頭和報(bào)文幀響應(yīng)間的幀間響應(yīng)間隔較小。

　　當(dāng)LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)在LIN主機(jī)節(jié)點(diǎn)的引導(dǎo)下相互傳送指令或信息時(shí)，LIN網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行從機(jī)節(jié)點(diǎn)到從機(jī)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)LIN主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文幀幀頭，一個(gè)LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文幀響應(yīng)，另一個(gè)或幾個(gè)LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文幀響應(yīng)。由于這種報(bào)文幀傳送需要3個(gè)甚至3個(gè)以上節(jié)點(diǎn)參與，故預(yù)留了較長(zhǎng)的幀間間隔，以便報(bào)文幀響應(yīng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)有充足的響應(yīng)時(shí)間，確保報(bào)文幀傳送的順利完成。

　　當(dāng)LIN主機(jī)節(jié)點(diǎn)向某從機(jī)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，LIN總線上進(jìn)行從機(jī)節(jié)點(diǎn)到主機(jī)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)LIN主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文幀頭， LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文幀幀頭后發(fā)送報(bào)文幀響應(yīng)， LIN主機(jī)節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文幀響應(yīng)。

　　汽車(chē)電磁環(huán)境惡劣，因此汽車(chē)通信系統(tǒng)的抗干擾能力尤為重要，按該設(shè)計(jì)制作的LIN網(wǎng)絡(luò)在BZ-5型汽車(chē)電火花干擾試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了抗干擾實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)中網(wǎng)絡(luò)通信順利，各項(xiàng)功能正常。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　對(duì)總線式車(chē)身控制系統(tǒng)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(jié)構(gòu)中主控節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在車(chē)身控制系統(tǒng)中，將LIN總線連入低速車(chē)身系統(tǒng)中，通過(guò)主控節(jié)點(diǎn)將CAN總線和LIN總線構(gòu)建成混合控制網(wǎng)絡(luò)，使其控制系統(tǒng)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(cè)模塊，既實(shí)現(xiàn)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。