基于LIN總線的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
基于單片機(jī)構(gòu)成的LIN節(jié)點實現(xiàn)方案有查詢、中斷2種方式，其區(qū)別在于報文頭接收判斷方法不同。(1)查詢方式硬件電路簡單，對時鐘要求比較高，系統(tǒng)中斷的種類和次數(shù)少，程序運(yùn)行比較穩(wěn)定。但不足的是系統(tǒng)大部分時間都花費(fèi)在對幀報文頭的等待查詢上，系統(tǒng)資源利用率低；(2)中斷方式對查詢方式的不足之處加以改進(jìn)和提高，間隔場、同步字節(jié)場的接收完全采用中斷方式進(jìn)行。中斷方式的優(yōu)點是對主程序運(yùn)行的影響較小，系統(tǒng)的資源利用率高。不足的是增加了單片機(jī)的外圍電路，硬件較復(fù)雜。綜合以上特點，本設(shè)計采用中斷方式接收。
3.2 軟件設(shè)計原理
LIN總線通信系統(tǒng)由主節(jié)點和從節(jié)點組成，主節(jié)點包括主任務(wù)、同時也可以包括從任務(wù)；從節(jié)點則只能包括從任務(wù)，整個通信是由主任務(wù)發(fā)起的。首先主節(jié)點查詢本身的超聲波倒車?yán)走_(dá)是否需要數(shù)據(jù)傳輸，如果有，則將數(shù)據(jù)裝進(jìn)LIN數(shù)據(jù)信箱，然后按照LIN通信的過程發(fā)送同步間隔場、同步場、標(biāo)識符場、數(shù)據(jù)場和校驗和場；如果沒有，則按照順序發(fā)送報文頭，每個ID對應(yīng)一個報文頭，然后總線等待從節(jié)點響應(yīng)。程序框圖如圖3所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/197680.htm
從節(jié)點包括2類：(1)帶有倒車?yán)走_(dá)的從節(jié)點，它有1個ID信箱，將自己在總線獲得的ID放在里面，每當(dāng)識別到有報文幀來的時候，提取報文頭里的ID與本身信箱里的ID進(jìn)行對比。如果相同則將采集到的超聲波數(shù)據(jù)裝進(jìn)數(shù)據(jù)信箱，然后把數(shù)據(jù)做為數(shù)據(jù)響應(yīng)發(fā)送出去；否則保持沉默，不發(fā)送任何數(shù)據(jù)。(2)不帶倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的從節(jié)點，其主要功能是對接收總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并在必要的時候充當(dāng)網(wǎng)關(guān)的作用，將收集到的LIN信號轉(zhuǎn)換成其他總線信號進(jìn)行下一步的傳輸，其本身并不發(fā)送數(shù)據(jù)，所以該ID定義全局的標(biāo)識符，對總線上所有的信號進(jìn)行接收，并且根據(jù)校驗和場的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)傳輸過程是否出現(xiàn)錯誤，如果沒有，則將數(shù)據(jù)顯示出來；如果有，則產(chǎn)生提醒信號并將數(shù)據(jù)丟棄掉。
4 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)實驗及數(shù)據(jù)分析
4.1 超聲波測距誤差及分析
超聲波測距在室溫下進(jìn)行測試，其數(shù)據(jù)如表1所示。經(jīng)過多次測量發(fā)現(xiàn)，在同一溫度下測量結(jié)果有如下規(guī)律:
(1)對于同一距離進(jìn)行多次測量取平均值的方法，測試范圍在0.4～1.2之間精度較好。
(2)測量誤差隨著所測距離的增大而增大。
其中的誤差有2種:(1)固定誤差，測量的起始位置與探頭的壓電晶片所在位置之間的距離，這種誤差不隨測量環(huán)境和距離的變化而變化；(2)可變誤差，隨著距離的增大而增大，主要是由接收超聲波越過閾值的時間與超聲波實際到達(dá)探頭的時間不同引起的?！ ?br />4.2 結(jié)合LIN總線分析儀進(jìn)行通信測試
使用瑞典Kvaser公司生產(chǎn)的LIN總線分析儀，能夠檢測出符合LIN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的信號，并在電腦顯示中，可以對LIN報文的每一部分進(jìn)行分析。測試系統(tǒng)將實驗板與LIN總線分析儀Kvaser Leaf Professional相連接、Kvaser Leaf Professional與電腦相連接，在電腦端采用NI公司的LabVIEW軟件進(jìn)行編程，并將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上面。圖4所示為采用NI公司LabVIEW軟件自行編寫的LIN數(shù)據(jù)接收界面，能夠接收LIN總線的數(shù)據(jù)并顯示在界面上，可以清晰地看到報文幀的內(nèi)容，其中Data為數(shù)據(jù)場，顯示最長8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，DLC為數(shù)據(jù)場長度，范圍為0~8，MsgID是接收到的幀的標(biāo)識符，用十進(jìn)制標(biāo)識。圖4中的ID為50，即0X32，BR表示接收到幀的波特率，由于采用從節(jié)點接收信號，根據(jù)LIN總線協(xié)議，從節(jié)點應(yīng)該具備測試通過同步場測試通信波特率的能力。所以在途中不管選擇多大的波特率，測試出來的都是總線上的波特率。本設(shè)計的波特率是4 800 b/s，測試結(jié)果為4 801 b/s，可見誤差為1。Time為收到報文的時間，PA為標(biāo)識符，CS為校驗和場數(shù)據(jù)，由此可以計算出通信過程數(shù)據(jù)傳輸是否出錯。
本系統(tǒng)實現(xiàn)了與瑞典Kvaser公司的LIN總線分析儀相互進(jìn)行通信，實驗表明該系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸符合LIN協(xié)會規(guī)定的LIN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能夠很好地與其他符合LIN標(biāo)準(zhǔn)的汽車電子設(shè)備進(jìn)行通信，具有較好的實際應(yīng)用價值。由于目前國內(nèi)汽車總線正處于發(fā)展階段，相比歐美國家來說存在一定的差距，本設(shè)計雖然基本上實現(xiàn)了LIN總線通信的功能，但與標(biāo)準(zhǔn)的LIN協(xié)議通信還有一定的距離。
評論