MC微控器在汽車CAN/LIN網關中的應用

汽車電子技術的不斷發展大大提高了汽車性能，同時也給汽車制造安裝以及系統可靠性等帶方面來了一系列問題。汽車網絡的誕生使汽車電子邁入了一個新的臺階，汽車網絡用總線進行信息通訊，不僅解決了現代汽車電子化中出現的線路復雜和線束增加等問題，同時也是汽車通信和控制的一個重要基礎。CAN 總線和LIN 總線作為汽車總線的主流形式，在汽車領域已逐日得到廣泛應用。
1 CAN/LIN 總線技術簡介[1]
CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一。CAN 通信協議描述了在設備之間信息如何傳遞。CAN 以兩種形式存在：一種是具有11 位ID 標示符的標準CAN，另一種是29 位ID 標示符的擴展CAN。LIN，全稱為“Local Interconnect Network”，是一種低成本的串行通訊網絡。LIN 的目
標是為現有汽車網絡(如CAN 總線)提供輔助功能，在不需要CAN 總線的帶寬和多功能的場合，使用LIN 總線可大大節省成本。
CAN 總線以及LIN 總線的主要特征如表1 所示。

2 MC68HC908GZ32 簡介[2]
MC68HC908GZ32 是Freescale 公司生產的8 位微控制器。其內部具有8 位的中央處理單元、時鐘發生模塊、8 通道的定時器模塊、8 位的鍵盤中斷模塊、增強型串行通信模塊、時基模塊以及CAN 通信模塊等。其容量達32KB 的片內Flash 存儲器與1536B RAM 能滿足多數用戶的各種應用要求。不僅有傳統的串行通信接口，而且還有串行外圍接口，使得芯片與外部設備、芯片與外圍擴展芯片的通信和連接變得簡便，具有53 個通用I/O 引腳。
MC68HC908GZ32 的上述眾多功能特點，使其既可以進行CAN 網絡通信，又可以進行LIN 網絡通信，因此可以將其作為CAN/LIN 網關。
3 GZ32 在CAN/LIN 網關中的應用
以汽車車身網絡為例，說明GZ32 在CAN/LIN 網絡中的應用。車身網絡屬于中低速網絡，既可以用CAN 總線進行通信和控制，也可以用LIN 總線進行通信和控制。從節約成本的角度考慮，可以使用LIN 總線。但LIN 總線使用主從結構，而車身電器部分又很多，包括車燈、車門、后視鏡以及雨刮等等，因此，為減少系統模塊以及使系統更為簡單系統化，可使用GZ32 作為CAN/LIN 網關，既可以接收CAN 總線報文，又可以對CAN 報文進行解讀，發送給LIN 總線。車身網絡系統構建圖如圖1 所示。

3.1 網關的作用
網關的作用就是為在不同的通信協議和不同的傳輸速度的計算機或模塊之間進行通信時，建立連接和信息解碼，重新編譯，并將數據傳輸給其他系統。為了使采用不同協議及速度的數據總線間實現無差錯數據傳輸，必須要用一種特殊功能的計算機，這種計算機就是網關。
GZ32 具有MSCAN08 模塊，可以接收/發送CAN 報文；同時又具有ESCI 模塊，可以接收/發送LIN 報文。因此，本設計中使用GZ32 作為CAN/LIN 網關。
當使用 MSCAN 模塊時，應作如下初始化[3]：
CONFIG1=0x09;
CONFIG2=0x1C; // CAN 模塊使能
CBTR0=0x00;
CBTR1=0xD8; //設置波特率為125K
3.2 CAN 報文的接收和發送
一個完整的汽車網絡系統可分為車身網絡系統和動力網絡系統，要有高低速CAN 網關。本設計中的CAN/LIN 網關的主要功能是，接收高低速CAN 網關發送來的CAN 報文幀，通過TJA1050 CAN 收發器實現。對于車燈模塊（包括轉向燈、示寬燈、遠/近光燈、霧燈等），可以使用CAN 報文通過I/O 口進行控制。同時網關還對接收到的CAN 報文進行解析，發送給LIN 總線。由于CAN 和LIN 是全雙工的總線，因此GZ32 CAN/LIN 網關還可以向CAN總線發送CAN 報文幀，也可以接收來自LIN 總線的LIN 報文幀。如圖2 所示[4]。