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嵌入式系统/ARM技术中的基于LIN总线的车身控制系统的应用研究
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2020-10-23
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LIN总线简介 LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能,因此LIN 总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN 总线可大大节省成本。LIN 技术规范中除定义了基本协议和物理层外还定义了开发工具和应用软件接口。LIN 通讯是基于SCI(UART)数据格式,采用单主控制器/多从设备的模式。仅使用一根12V 信号总线和一个无固定时间基准的节点同步时钟线。这种低成本的串行通讯模式和
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嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的基于技术中的基于LIN总线的车身控制系统的应用总线的车身控制系统的应用
研究研究
LIN总线简介 LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式
电子系统控制。LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能,因此LIN 总线是一种辅助的总
线网络。在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN 总线可大
大节省成本。LIN 技术规范中除定义了基本协议和物理层外还定义了开发工具和应用软件接口。LIN 通讯是基于
SCI(UART)数据格式,采用单主控制器/多从设备的模式。仅使用一根12V 信号总线和一个无固定时间基准的
节点同步时钟线。这种低成本的串行通讯模式和
LIN总线简介总线简介
LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN 的目标
是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能,因此LIN 总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN 总线的带宽和多功
能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯使用LIN 总线可大大节省成本。LIN 技术规范中除定义了基本协议和物理层
外还定义了开发工具和应用软件接口。LIN 通讯是基于SCI(UART)数据格式,采用单主控制器/多从设备的模式。仅使用一
根12V 信号总线和一个无固定时间基准的节点同步时钟线。这种低成本的串行通讯模式和相应的开发环境已经由LIN 协会制定
成标准。LIN 的标准化将为汽车制造商以及供应商在研发应用操作系统降低成本。
典型的LIN 总线应用是汽车中的联合装配单元,如:门、方向盘、座椅、空调、照明灯、湿度传感器,交流发电机等。对
于这些成本比较敏感的单元,LIN 可以使那些机械元件如智能传感器、制动器或光敏器件得到较广泛的使用。这些元件可以很
容易的连接到汽车网络 中并得到十分方便的维护和服务。在LIN 实现的系统中通常将模拟信号量用数字信号量 所替换,这
将使总线性能优化。在以下的汽车电子控制系统中使用LIN 来实现将得到非常完美的效果:
LIN节点硬件设计节点硬件设计
1 LIN接口总体设计接口总体设计
LIN 节点硬件上主要包括LIN接口电路部分、控制输入部分、显示电路或负载驱动输出等,其中LIN接口为节点的核心。以
Microchip公司的 PIC16F87为控制器、TJA1020为LIN收发器、SA57022 为开关电源的LIN接口电路如图1所示。SA57022电
源输出的打开与关断由LIN收发器控制通过INH引脚控制。
图1 LIN接口原理图
因主机节点需为网络中的从机节点提供时钟基准,故在主机节点中为PIC16F87配置了外部晶振。在从机节点中,从机节
点可通过主机节点发送帧头中的同步场来校准自身波特率,故可省去外部晶振而使用PIC16F87内置的RC振荡器。
2 LIN收发器应用设计收发器应用设计
TJA1020 为LIN收发器,它是LIN 协议控制器和LIN传输媒体之间的接口,是节点的核心器件,负责收发数据时总线的波
形调整和电平转换及节点多种工作模式的实现。TJA1020按LIN物理层规范集成了片内从机端电阻,在从机节点应用中无须再
外接从机端电阻,在主机节点应用中按图1所示在其INH引脚和LIN引脚之间串接主机端电阻和二极管可提高总线的驱动能力,
并在总线对地短路时使节点自动进入睡眠状态,减少电流损耗。
以TJA1020为收发器构造的LIN节点具有普通、低斜率、睡眠、准备四种工作模式,以尽可能降低功耗和电磁辐射,各种
模式下的节点状态和模式间转换如图2所示。
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weixin_38502239
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