用于汽车网络的LIN协议分析

下载后可任意编辑用于汽车网络的 LIN 协议分析LIN 协议适用于汽车内进行低成本、短距离、低速网络通信，其用途是传输开关设置状态以及对开关变化响应。本文详细分析了 LIN 总线协议的特性、消息协议的组成、检错机制等，并介绍如何基于 PICmicro器件来实现 LIN 总线从节点。 LIN 协议是由欧洲车辆制造商协会开发用来进行低成本、短距离、低速网络通信，其用途是传输开关设置状态以及对开关变化响应，因此通信事件是在百毫秒以上时间内发生，而不像引擎管理等其它速度快得多的汽车应用。此协议支持在单根线上进行双向通信，使用由 RC 振荡器驱动的低成本微控制器，这样可以省去晶振或陶瓷振荡器的成本。另外，此协议实际上是以时间和软件上的代价换取硬件上成本的节约。LIN 协议的每一条消息都包含自动波特率步进的数据，最高可以支持波特率为 20k，同时低功耗睡眠模式可以关断总线，以避开产生不必要的功耗。总线可以由任意一个节点提供电源。 LIN 总线特性下载后可任意编辑 图 1：典型的 LIN 协议配置。 LIN 总线融合了 I2C 和 RS232 的特性：像 I2C 总线那样，LIN 总线通过一个电阻上拉到高电平，而每一个节点又都可以通过集电极开路驱动器将总线拉低；像 RS232 那样通过起始位和停止位标识出每一个字节，每一位在时钟上异步传输。 图 1 给出了典型的 LIN 协议配置。当任意一个节点将总线拉低时，总线处于低电平，标识着总线进入占用状态；而当所有节点都使总线浮空时总线处于电池的电压(9-18V)，则意味着总线处于非占用状态(Recessive state)；在空闲状态下浮空的总线通过电阻被上拉到高电平。 总线工作在 9 到 18 伏的电压下，但所有连接到总下载后可任意编辑线上的器件必须能承受 40V 的电压。一般情况下，微控制器通过线路驱动器或接收器与总线隔离。总线在每一个节点上被端接到 Vbat，主节点通过一个1kΩ 的电阻端接而从节点则通过一个 20kΩ 到 47kΩ的电阻端接。总线最大长度为 40 米。 总线上传输的每一个字节都是与起始位和停止位一起组成帧。起始位的状态与空闲状态相反(即为0)，而停止位则与空闲状态同为 1。在每个字节中，首先传输的是最低有效位。 消息协议 主节点控制总线的方式是轮询各个从节点并与总线上其余部分共享从节点的数据。从节点仅在接到主节点的命令时才进行数据传输，这样就可以进行双向传输并且无需进一步的仲裁。消息传输是以主节点发出一次同步中断开始，...