LIN總線在家用電器中的應(yīng)用
LIN總線標準包括有關(guān)傳送協(xié)議的規(guī)范、傳輸媒介以及開發(fā)工具之間的接口,它具備以下特點 :
* 包括一個主節(jié)點/多個從屬節(jié)點
* 使用成本低的半導(dǎo)體工藝實現(xiàn),采用普通的USART/SCI接口硬件
* 容易實現(xiàn)
* 自行同步,在從屬節(jié)點設(shè)備中不必使用石英諧振器或者陶瓷諧振器
* 確保足夠的等待時間,以便傳送信號
* 成本低,只使用一條連線進行連接
* 速度最高為20 kb/s
主節(jié)點傳送信號到從屬節(jié)點,而從屬節(jié)點只在主節(jié)點詢問時才傳送信號。從屬節(jié)點僅在需要發(fā)出喚醒信號的時候才主動地發(fā)送信號。從屬節(jié)點是通過識別位來識別信息,識別位表示幾個節(jié)點可以收到同樣的消息。
標準數(shù)據(jù)幀的通信過程是從一個同步停止信號開始,下面接著的是一個在時間上占1至4位的同步定界符。在送出同步定界符之后,傳送同步字段(synchrONization field),從屬節(jié)點利用同步字段把它的波特速率調(diào)整到被傳送信號的波特速率。
一旦同步字段傳送完畢,便送出識別字段,它包括識別位和兩個奇偶校驗位。奇偶校驗位告訴你,數(shù)據(jù)與那個從屬節(jié)點有關(guān),并且告訴你對這個數(shù)據(jù)做什么。在傳送識別字段之后,或者是收信的從屬節(jié)點對這個消息作出響應(yīng),或者是主節(jié)點繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)。可以使用一定順序的識別位來接收來自從屬節(jié)點,而其它的識別位則表示數(shù)據(jù)流的類型。檢查和(checksum)表示數(shù)據(jù)幀結(jié)束,檢查和是通過計算數(shù)據(jù)的全部字節(jié)而得到的(不包括識別字節(jié)及同步字段)。
LIN 總線主節(jié)點發(fā)出的另一個幀是睡眠幀,它的作用是讓總線和節(jié)點進入低功耗狀態(tài)。睡眠幀的識別字段包含數(shù)值 0x80之外,除此之外,睡眠幀與數(shù)據(jù)幀是相似的。在識別字段后面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù),或者不傳送數(shù)據(jù),可以由系統(tǒng)設(shè)人員選擇。當收到喚醒信號時,總線睡眠狀態(tài)便中止。 主節(jié)點或者從屬節(jié)點都可以發(fā)送喚醒信號。
當主節(jié)點或者從屬節(jié)點需要發(fā)送喚醒信號時,它送出數(shù)值0x80,后面跟著的是4至64位的喚醒定界符。然后,主節(jié)點送出數(shù)據(jù)幀。如果經(jīng)過相當于128位的時間后,主節(jié)點沒有送出同步停止命令,便送出新的喚醒信號。這個步驟只重復(fù)三次。
LIN總線在家電中的應(yīng)用
在一般的干衣機中,使用者是在干衣機操作面板上選擇溫度、干衣時間、冷卻時間等參數(shù)。這時,干衣機中的電子部件開始工作。控制著溫度、干燥程度、轉(zhuǎn)速以及其它參數(shù)的傳感器都直接用線連到控制面板上。這個方法要花費很多錢,因為每根線都要連到面板上。但是,如果所有的傳感器、電動機、以及顯示部件都連到一個單總線上,然后在干衣機只用一根線連到面板上,這樣可以降低制造成本,也可以降低服務(wù)維修的成本。
例如,如果干衣機使用LIN總線,當使用人員選擇了干衣程序后,主處理器(它是主節(jié)點)便開始執(zhí)行它的控制功能。主節(jié)點首先訪問門節(jié)點傳感器,看看門是否鎖上了,然后干衣過程便開始。如果門沒有鎖上,主節(jié)點便送出一個信號到控制面板上的顯示器,或者產(chǎn)生一個聲音。如果門鎖上了,主節(jié)點便送一個命令到加熱部件,開始加熱,并送一個命令到電動機,讓它開始轉(zhuǎn)動。用一個識別符來完成這兩樣工作。電動機和加熱部件接到這個識別符后,便開始轉(zhuǎn)動和加熱。
一旦干衣機開始工作,主節(jié)點每隔一秒鐘訪問一次溫度傳感器,看看是否達到預(yù)定的溫度。如果已經(jīng)到了預(yù)定的溫度,主節(jié)點便加熱部件的電源關(guān)掉。它繼續(xù)監(jiān)測溫度,確保它沒有降低到一個預(yù)定的最低溫度。
在干衣過程中,主節(jié)點連續(xù)地檢查門是不是鎖上。如果在干衣過程中,門鎖打開,主節(jié)點便送一個命令到總線上,把加熱器及電動機的電源關(guān)掉。
主節(jié)點部件有一個定時器,它是用于對干衣過程進行編程。在干衣階段完成之后,主節(jié)點開始冷卻階段,這時加熱部件的電源已經(jīng)關(guān)掉,但是干衣機繼續(xù)在旋轉(zhuǎn)。在冷卻階段結(jié)束后,主節(jié)點便送一個消息告訴控制面板顯示器:干衣完成。顯示部件或者用文字顯示,或者用一個蜂鳴器發(fā)出聲音。
用LIN總線升級及排除故障
可以用一部個人電腦訪問LIN 總線上要調(diào)試的節(jié)點。例如,可以對主節(jié)點進行編程,當兩個鍵按下去超過兩秒鐘時間時,它便進入調(diào)試/升級狀態(tài)。在這個狀態(tài)下,可以啟動要調(diào)試的節(jié)點,或者把新的固件安裝到節(jié)點上去。
利用LIN總線,可以對干衣機進行編程,實現(xiàn)不同的功能,例如實現(xiàn)自動載荷控制。這時不是每一樣功能各用一個模塊來實現(xiàn) (如果每個功能是用一個模塊來實現(xiàn)的話,就需要存放很多模塊,并且需要維護),同一個基本的控制模塊可以用來實現(xiàn)所有的功能。在生產(chǎn)過程中,通過LIN總線傳送一個配置命令到節(jié)點上去,就可以啟用這些存放在EEPROM中的功能。每次將一個節(jié)點通電,電腦通過LIN總線從EEPROM把配置裝到節(jié)點上去,這些節(jié)點不需要EEPROM。
使用LIN總線時,省去了多個編程模塊,也省去了多條連接線,可以節(jié)省費用。測試和調(diào)試工作都可以通過LIN總線來進行,可以關(guān)閉某個功能,或者啟用某個功能。因此,不論是制造商還是消費者都可以省不少錢。
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