基于Microchip單片機及收發(fā)器實現(xiàn)的低成本LIN總線

　　4.2 軟件實現(xiàn)

　　4.2.1 主節(jié)點

　　主節(jié)點完全按照LIN規(guī)范實現(xiàn)。主節(jié)點的任務就是發(fā)送報文頭和發(fā)送接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)一個網(wǎng)關(guān)的作用。另外，單片機的剩余功能，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、小電機或者LED和LCD等器件。主節(jié)點發(fā)送流程如圖5所示。

　　LIN總線的通信可以通過配置單片機的EUSART來實現(xiàn)。每次通信都由主節(jié)點啟動，此處不考慮從節(jié)點到從節(jié)點的通信?？偩€的配置也由主節(jié)點來實現(xiàn)，具體波特率可以通過波特率控制寄存器來實現(xiàn)。這里采用9 600的波特率。

　　標識符不是一個節(jié)點的地址，而是一個報文的描述符。當主節(jié)點發(fā)送一個0x3C的命令后，再發(fā)送8 B的00H，總線就進入休眠模式。在休眠模式下，總線處于空閑狀態(tài)，因此任何一個從節(jié)點都可以喚醒總線。

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

　　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，使單片機可以致力于其他邏輯的運算。

　　4.2.2 從節(jié)點

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

　　從節(jié)點不需要外接石英晶振，可以用單片機內(nèi)部自帶的RC震蕩器實現(xiàn)。MICROCHIP的中端8位單片機大多數(shù)都內(nèi)帶高精度的RC震蕩器，在常溫下(25℃)，經(jīng)過校準可以達到±1%的精度。

　　每個單片機在出廠時都經(jīng)過校準，并把校準字寫在Flash空間的最后一位。在程序開始運行時，會把校準值裝載到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震蕩器的校準寄存器里，從而實現(xiàn)校準。

　　從節(jié)點先檢測總線電平，當長時間的隱性電平結(jié)束，出現(xiàn)大于10個位定時的顯性電平后，開始數(shù)5個下降沿的時間，用時間值除以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。

　　EUSART支持波特率的自動檢測和校準，可以使軟件代碼大量簡化。從節(jié)點可以在總線空閑時進入休眠狀態(tài)，當從節(jié)點檢測到主節(jié)點發(fā)出的同步間隔時，可以從休眠狀態(tài)喚醒。

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

　　如果從節(jié)點的功能比較簡單，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5 V和3.3 V的單片機。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]。