如何在MM32F013x實(shí)現(xiàn)LIN通信的功能

隨著汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能化和網(wǎng)絡(luò)化是汽車發(fā)展的必然趨勢(shì)。為簡(jiǎn)化日益增加的汽車電控設(shè)備的線路連接，提升系統(tǒng)的可靠性和故障診斷水平，實(shí)現(xiàn)各電控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)資源共享，并建成開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化結(jié)構(gòu)，汽車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)得到了很大發(fā)展。目前，已經(jīng)開發(fā)出多種總線，如控制器局域網(wǎng)總線CAN、車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)總線LIN、高速容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)總線FlexRay、面向媒體的系統(tǒng)傳輸總線MOST、更高帶寬和傳輸速率的車載以太網(wǎng)Ethernet等，這里給大家介紹在MM32F013x上實(shí)現(xiàn)LIN通信的功能應(yīng)用。

Part.1 什么是LIN

LIN 是 Local Interconnect Network 的縮寫，是基于 UART/SCI(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter /Serial Communication Interface，通用異步收發(fā)器/串行通信接口)的低成本串行通信協(xié)議，可用于汽車、家電、辦公設(shè)備等多種領(lǐng)域。本文主要針對(duì)在MM32F013x上實(shí)現(xiàn)LIN在分布式的汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

LIN總線特點(diǎn)

低成本：幾乎車規(guī)級(jí)微控制器都具備LIN 通信必需的硬件

極少的信號(hào)線即可實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9141 規(guī)定

傳輸速率最高可達(dá)20Kbit/s

單主控器/多從設(shè)備模式無需仲裁機(jī)制

從節(jié)點(diǎn)不需晶振或陶瓷震蕩器就能實(shí)現(xiàn)自同步，節(jié)省了從設(shè)備的硬件成本

保證信號(hào)傳輸?shù)难舆t時(shí)間

不需要改變LIN 從節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡(luò)上增加節(jié)點(diǎn)

通常一個(gè)LIN 網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)數(shù)目小于12 個(gè)共有64 個(gè)標(biāo)志符

Part.2 LIN總線 幀結(jié)構(gòu)

幀(Frame)包含幀頭(Header)和應(yīng)答(Response)兩部分。

幀頭包括同步間隔段、同步段以及PID(Protected Identifier，受保護(hù)ID)段，應(yīng)答包括數(shù)據(jù)段和校驗(yàn)和段。

如圖所示，其中值“0”為顯性電平(Dominant)，值“1”為隱性電平(Recessive)，總線上實(shí)行“線-與”：當(dāng)總線上有大于等于一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送顯性電平時(shí)，總線呈顯性電平；所有的節(jié)點(diǎn)都發(fā)送隱性電平或不發(fā)送信息(不發(fā)送任何信息時(shí)總線默認(rèn)呈隱性電平)時(shí)，總線才呈現(xiàn)隱性電平，即顯性電平起主導(dǎo)作用。

Part.3 程序配置

01、初始化MM32F013x UART1串口

從官網(wǎng)下載MM32F013x例程，參考MM32F0133C7P的UART例程的初始化以及中斷服務(wù)函數(shù)，這里不在贅述。

02、LIN的發(fā)送

2.1 同步間隔段的發(fā)送

UART內(nèi)部有Break信號(hào)的發(fā)送，通過使能LIN，即可實(shí)現(xiàn)LIN的間隔段，代碼如下：

bool LINSendbreak(void)
{
uint16_t Tempcnt = 0;
UART2->CCR |= UART_CCR_LIN; //LIN Enable
UART2->CCR |= UART_CCR_BRK; //Send Break
while ((UART2->ISR & 0x00000080) == 0) //TXBRK_INTF
{
Tempcnt++;
if (Tempcnt > 5000)
return (false);
}
return (true);
}

2.2 數(shù)據(jù)的發(fā)送

數(shù)據(jù)的發(fā)送沿用原有的UART接口數(shù)據(jù)發(fā)送即可：

bool LINSendChar(uint8_t ch)
{
uint16_t Tempcnt = 0;

while ((UART2->CSR & UART_IT_TXIEN) == 0)//The loop is sent until it is finished
{
Tempcnt++;
if (Tempcnt > 5000)
return (false);
}
UART2->TDR = (ch & (uint16_t)0x00FF);
return (true);
}

2.3 數(shù)據(jù)包的發(fā)送

有了上面2個(gè)基礎(chǔ)函數(shù)進(jìn)行發(fā)送，現(xiàn)在來看下數(shù)據(jù)包的具體發(fā)送，從下圖中可以看出數(shù)據(jù)包是根據(jù)保護(hù)段的定義來進(jìn)行區(qū)分是發(fā)送信號(hào)幀還是診斷幀。

信號(hào)幀的數(shù)據(jù)就可以做成以下的方式：

bool LINSendMsg(void)
{
uint8_t check_sum, i;
frame_send.error = 0;
if (!LINSendbreak()) //Send Break
return (false);
if (!LINSendChar(0x55)) //Send Sync Byte
return (false);
msg_send.Data[0] = LINCalcParity(msg_send.Data[0]);
for (i = 0; i < 9; i++)
{
if (!LINSendChar(msg_send.Data[i])) //Send Data
return (false);
}
check_sum = LINCalcChecksum(msg_send.Data, 1);
if (!LINSendChar(check_sum)) //Send Checksum
return (false);
frame_send.state = IDLE;
return (true);
}

而診斷幀的就是：

bool LINSendID(void)
{
if (!LINSendbreak())
return (false);
if (!LINSendChar(0x55))
return (false);
msg_send.Data[0] = LINCalcParity(msg_send.Data[0]);
if (!LINSendChar(msg_send.Data[i]))
return (false);
return (true);
}

這樣就可以在等待UART中斷函數(shù)里收到從機(jī)返回的數(shù)據(jù)。

2.4 從機(jī)的接受與發(fā)送

從機(jī)收數(shù)據(jù)與正常的串口一樣，只需要做BRK信號(hào)的處理即可，從機(jī)收到數(shù)據(jù)以后按正常的返回?cái)?shù)據(jù)，返回?cái)?shù)據(jù)就不需要發(fā)送BRK信號(hào)。

if (LIN_RxBuff[1] == LIN_PID_60_0x3C)
{
msg_send1.Data[0] = 0x3C;
msg_send1.Data[0] = LINCalcParity(msg_send1.Data[0]);
UART2->ICR |= UART_ICR_RXIDLE; //clear idle int bit
UART2->IER |= UART_IER_RXIDLE; //enable uart rx idle int
for (i = 1; i < 9; i++)
{
if (!LINSendChar(msg_send1.Data[i]))
return (false);
}
check_sum = LINCalcChecksum(msg_send1.Data, 1);
if (!LINSendChar(check_sum))
return (false);
}

Part.4 MM32F013x LIN通信功能演示

通過邏輯分析儀可以看到信號(hào)幀的數(shù)據(jù)：

而診斷幀數(shù)據(jù)就有從機(jī)回應(yīng)的數(shù)據(jù)：

有這個(gè)演示作為基礎(chǔ)就可以開發(fā)LIN的通訊產(chǎn)品了。
編輯：hfy