低成本LIN總線協議在汽車網絡中的應用

該協議沒有定義直接錯誤報告機制，然而由于每個從節點都應自行追蹤各自的錯誤，因此主節點可利用正常的報文協議來請求獲得錯誤狀態。

LIN和系統要求

那么LIN是如何滿足對低功耗、低系統成本、功能增加甚至減少汽車總重量的要求呢？

首先它可以方便地用軟件實現LIN協議，該協議不需要單片機給予過多的硬件支持，通過使用一個簡單的USART或增強型USART就可以實現。USART支持諸如自動波特率檢測等功能，這意味著在LIN應用中可以使用一個簡單的質優價廉的8位單片機。還有一個優點就是LIN在協議層不需要復雜的操作系統，不多的軟件開銷還使得設計人員能夠選擇存儲器容量較小的單片機。

如何運用像LIN這樣的簡單協議對汽車進行控制呢？以車鏡控制為例，許多汽車的車鏡相互之間仍是硬連接，或者在豪華型汽車中通過CAN這樣的昂貴協議連接，其實利用LIN總線就可以方便地將左右車鏡和四向儀（可以改變車鏡位置的四方向開關）連接起來。在典型的LIN方案中，四向儀是主節點，兩個車鏡是從節點。四向儀讀取按鍵的狀態，將報文發送給相應的車鏡。

那么使用LIN能夠為諸如車鏡控制等應用增加新功能嗎？回答是不需要額外連線，就可以方便地添加其它功能，如集成式轉向信號、集成式照地燈或車鏡加熱器。這里車鏡只需要與地電位、VBAT和LIN總線連接，需要改動的只有主節點，它必須知道要實現哪些車鏡功能。

圖2說明了用于車鏡應用的LIN網絡。為了更清楚地理解這個例子，讓我們更深入地研究一下。該網絡中的主節點是一個PIC18F4680 8位閃存單片機，它讀取車鏡選擇開關和四向儀，還通過CAN總線接收報文。從CAN總線發送給主控LIN節點的報文包括左右轉向信號和開門，接收到來自CAN總線的報文后，主節點通過LIN總線向從節點發出命令，如“左車鏡上升或左車鏡下降”。

在此例中，從節點由PIC16F688 8位閃存單片機組成。PIC16F688具有一個集成的LIN收發器和一個增強型USART，其中USART能自動執行自動波特率檢測。從節點收到報文并利用步進電機使車鏡上升或下降。假設車鏡模塊沒有集成式轉向信號等其它功能，當從節點從LIN總線上接收到一條諸如“左轉向信號”的報文時，它就會忽略這一報文或者觸發I/O用于轉向信號（這部分內容已超出本文討論范圍）。觸發I/O的好處是無論車鏡是否集成了轉向信號都可應用相同的軟件，只需要對硬件做適當更改即可運行，也就是說功能不同的各種車鏡都可以使用同一軟件。

LIN軟件

LIN主節點有三個主要的軟件進程，第一個進程接收CAN報文，并將其轉變為LIN報文；第二個進程讀取四向儀和車鏡選擇開關的狀態；第三個進程向從節點發出報文。

如果主節點從CAN總線上接收到“左轉向信號打開”的報文，它會將該報文轉變成LIN協議，并發送給適當的LIN總線節點（在本例中為左車鏡）。對PIC18F4680中的CAN控制器進行編程后，它可以只接收來自CAN總線的特定報文，而不會有任何其它軟件開銷，這一硬件過濾方式使CAN總線的通訊只有極少軟件工作量。PIC18F4680也集成了一個可用于LIN總線通訊的USART，由于LIN總線主節點不必執行自動波特率檢測，因此它能夠通過USART發送整條報文。

車鏡從節點有n+1個進程，其中n是車鏡中集成的功能數目。如果只要控制車鏡的上下左右，軟件進程就只有2個，第一個是收發進程，第二個是車鏡控制進程，主要驅動步進電機，其它可能的進程有“照地燈開”和“左轉向信號開”。因為PIC16F688有一個增強型USART，可實現波特率檢測，所以LIN通訊的軟件開銷非常少，這就為實現其它功能（包括檢修）留出了很大余地。

本文總結

正如前面所述，LIN總線能夠增加功能和降低成本，可以用軟件編程實現各種特性，也可以通過軟硬件功能增添新的特性，這樣不同的模塊就都可以用一個硬件或一個軟件平臺實現。LIN總線的靈活性有利于降低生產和軟/硬件維護方面的成本。因為LIN總線非常簡單，所以用質優價廉的8位單片機就可以實現，從而降低系統總成本。