基于Microchip單片機及收發器實現的低成本LIN總線

　　4.2 軟件實現

　　4.2.1 主節點

　　主節點完全按照LIN規范實現。主節點的任務就是發送報文頭和發送接收數據，實現一個網關的作用。另外，單片機的剩余功能，可以用來做一些A/D和開關量的采集，還可以驅動一些蜂鳴器、小電機或者LED和LCD等器件。主節點發送流程如圖5所示。

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

　　標識符不是一個節點的地址，而是一個報文的描述符。當主節點發送一個0x3C的命令后，再發送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，因此任何一個從節點都可以喚醒總線。

　　主節點采用高精度的石英晶振作為時鐘源，可以產生低誤差的時鐘信號。在這里，要把主節點設置為異步半雙工通信模式，8 bit數據模式。時鐘選擇為內部時鐘。

　　由于EUSART有“發送間隔字符位（SENDB）”，可以在每次發送數據前發送同步間隔字符，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 從節點

　　從節點不需要系統配置的信息，所有從節點接收所有報文，然后再判斷是否需要執行。

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

　　每個單片機在出廠時都經過校準，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行MOVWF OSCCAL，即可將W寄存器里的值送到內部RC震蕩器的校準寄存器里，從而實現校準。

　　從節點先檢測總線電平，當長時間的隱性電平結束，出現大于10個位定時的顯性電平后，開始數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據，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。從節點可以在總線空閑時進入休眠狀態，當從節點檢測到主節點發出的同步間隔時，可以從休眠狀態喚醒。

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

　　如果從節點的功能比較簡單，工作電流比較小，可以通過收發器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]。