LIN总线在家用电器中的应用
发布时间：2010-8-6 10:26
发布者：lavida
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本地互连网络 (LIN)总线协议是把开关、显示器、传感器及作动器这些简单的控制设备连接起来的网络，用于汽车，它的成本低于使用CAN（控制域网络）、MOST或者Byteflight。虽然LIN总线原先是针对汽车而设计的，它是一种开放的协议，可以同样有效地用于工业或者家电。这是一种牢固、范围有限的网络，完全适合于对速度不是很重要的情形，在短距离内连接简单的控制设备。 LIN总线标准包括有关传送协议的规范、传输媒介以及开发工具之间的接口，它具备以下特点 ： * 包括一个主节点/多个从属节点 * 使用成本低的半导体工艺实现，采用普通的USART/SCI接口硬件 * 容易实现 * 自行同步，在从属节点设备中不必使用石英谐振器或者陶瓷谐振器 * 确保足够的等待时间，以便传送信号 * 成本低，只使用一条连线进行连接 * 速度最高为20 kb/s 主节点传送信号到从属节点，而从属节点只在主节点询问时才传送信号。从属节点仅在需要发出唤醒信号的时候才主动地发送信号。从属节点是通过识别位来识别信息，识别位表示几个节点可以收到同样的消息。 标准数据帧的通信过程是从一个同步停止信号开始，下面接著的是一个在时间上占1至4位的同步定界符。在送出同步定界符之后，传送同步字段（synchronization field），从属节点利用同步字段把它的波特速率调整到被传送信号的波特速率。 一旦同步字段传送完毕，便送出识别字段，它包括识别位和两个奇偶校验位。奇偶校验位告诉你，数据与那个从属节点有关，并且告诉你对这个数据做什么。在传送识别字段之后，或者是收信的从属节点对这个消息作出响应，或者是主节点继续传送数据。可以使用一定顺序的识别位来接收来自从属节点，而其它的识别位则表示数据流的类型。检查和（checksum）表示数据帧结束，检查和是通过计算数据的全部字节而得到的（不包括识别字节及同步字段）。 LIN 总线主节点发出的另一个帧是睡眠帧，它的作用是让总线和节点进入低功耗状态。睡眠帧的识别字段包含数值 0x80之外，除此之外，睡眠帧与数据帧是相似的。在识别字段后面传送数据，或者不传送数据，可以由系统设人员选择。当收到唤醒信号时，总线睡眠状态便中止。 主节点或者从属节点都可以发送唤醒信号。 当主节点或者从属节点需要发送唤醒信号时，它送出数值0x80，后面跟著的是4至64位的唤醒定界符。然后，主节点送出数据帧。如果经过相当于128位的时间后，主节点没有送出同步停止命令，便送出新的唤醒信号。这个步骤只重复三次。 LIN总线在家电中的应用 在一般的干衣机中，使用者是在干衣机操作面板上选择温度、干衣时间、冷却时间等参数。这时，干衣机中的电子部件开始工作。控制著温度、干燥程度、转速以及其它参数的传感器都直接用线连到控制面板上。这个方法要花费很多钱，因为每根线都要连到面板上。但是，如果所有的传感器、电动机、以及显示部件都连到一个单总线上，然后在干衣机只用一根线连到面板上，这样可以降低制造成本，也可以降低服务维修的成本。 例如，如果干衣机使用LIN总线，当使用人员选择了干衣程序后，主处理器（它是主节点）便开始执行它的控制功能。主节点首先访问门节点传感器，看看门是否锁上了，然后干衣过程便开始。如果门没有锁上，主节点便送出一个信号到控制面板上的显示器，或者产生一个声音。如果门锁上了，主节点便送一个命令到加热部件，开始加热，并送一个命令到电动机，让它开始转动。用一个识别符来完成这两样工作。电动机和加热部件接到这个识别符后，便开始转动和加热。 一旦干衣机开始工作，主节点每隔一秒钟访问一次温度传感器，看看是否达到预定的温度。如果已经到了预定的温度，主节点便加热部件的电源关掉。它继续监测温度，确保它没有降低到一个预定的最低温度。 在干衣过程中，主节点连续地检查门是不是锁上。如果在干衣过程中，门锁打开，主节点便送一个命令到总线上，把加热器及电动机的电源关掉。 主节点部件有一个定时器，它是用于对干衣过程进行编程。在干衣阶段完成之后，主节点开始冷却阶段，这时加热部件的电源已经关掉，但是干衣机继续在旋转。在冷却阶段结束后，主节点便送一个消息告诉控制面板显示器：干衣完成。显示部件或者用文字显示，或者用一个蜂鸣器发出声音。 用LIN总线升级及排除故障 可以用一部个人电脑访问LIN 总线上要调试的节点。例如，可以对主节点进行编程，当两个键按下去超过两秒钟时间时，它便进入调试/升级状态。在这个状态下，可以启动要调试的节点，或者把新的固件安装到节点上去。 利用LIN总线，可以对干衣机进行编程，实现不同的功能，例如实现自动载荷控制。这时不是每一样功能各用一个模块来实现 （如果每个功能是用一个模块来实现的话，就需要存放很多模块，并且需要维护），同一个基本的控制模块可以用来实现所有的功能。在生产过程中，通过LIN总线传送一个配置命令到节点上去，就可以启用这些存放在EEPROM中的功能。每次将一个节点通电，电脑通过LIN总线从EEPROM把配置装到节点上去，这些节点不需要EEPROM。 使用LIN总线时，省去了多个编程模块，也省去了多条连接线，可以节省费用。测试和调试工作都可以通过LIN总线来进行，可以关闭某个功能，或者启用某个功能。因此，不论是制造商还是消费者都可以省不少钱。 |
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