门控系统LIN总线通信模块设计与实现

　　2.1 XC886与UN驱动模块的接口设计

　　英飞凌科技公司于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立，至今在世界拥有35,600多名员工，2004财年公司营业额达71.9亿欧元，是全球领先的半导体公司之一。作为国际半导体产业创新的领导者，我们为有线和无线通信、汽车及工业电子、内存、计算机安全以及芯片卡市场提供先进的半导体产品及完整的系统解决方案。英飞凌平均每年投入销售额的17%用于研发，全球共拥有41,000项专利。

　　英飞凌公司的XC886单片机是基于8051工业标准架构的高性能8位微控制器，其内部集成有CAN控制器并支持UN通信，同时包含两个UART（其中一个用于支持LIN）和两个单独16位计时器的捕捉／比较单元（CCU），可灵活产生PWM信号。XC886包含多种省功耗模式，非常适用于各种汽车车身控制网络以及工业和农业设备控制、建筑物照明控制、智能传感器和工业自动化等领域。

　　系统中的LIN驱动模块选用英飞凌公司的TLE7259芯片，它具有总线接地短路保护功能，适用于传输速率为2.4 kb／s～20 kb／s的车载系统通信网络。同时，该器件还具有极强的防静电放电（ESD）特性和优越的抗电磁干扰（EMI）能力。其基于固定斜率的斜率控制机制，还可实现在宽频带范围内优越的EMC性能。在XC886作为LIN总线主节点控制器的设计方案中，必须在TLE7259芯片的LIN＿BUS引脚与INH引脚之间连接一个1kΩ的电阻和一个反向二极管，并将TLE7259配置成主节点驱动模块。图5所示是系统LIN驱动模块的接口电路。 

　　TLE7259芯片具有等待模式、正常模式和睡眠模式等三个工作模式。上电后。芯片立即进入等待模式，然后可通过EN引脚置1使之进入正常模式。在正常模式，XC886单片机可在TXD LIN管脚输入所需发送的数据流，并通过TLE725芯片转换成LIN总线信号，以控制转换速率和波形，从而降低电磁辐射（EME）。LIN总线的输出管脚（Bus）可通过一个内部终端电阻拉成高电平。TLE725芯片可在LIN总线的输入管脚检测数据流并通过管脚RXD＿LIN发送到XC886单片机。在正常模式下，将EN引脚置0可使芯片进入睡眠模式，此时的静态电流不超过8 mA，用户也可以通过LIN总线或本地引脚（WK）进行唤醒，使之重新进入等待模式。

　　2.2 LIN通信中主节点的软件实现

　　软件采用C语言模块化编写，易于维护。本设计方案中，LIN总线的传输速率设置为20 kbit／s，可在单主节点和3个从节点之间通讯，支持数据场长度设置为2个字节。第一个字节用于发送主节点控制命令或接收从节点状态信息，后一个字节为预留，可用于用户扩展。

　　通常由主节点向从节点发送控制命令，主要包括车窗升降控制、车门锁命令和后视镜调节控制等，表1所列是其控制命令的数据场定义。当车窗控制部分发送车窗无动作命令时（Bit2为0），可忽略后两位（Bit1和Bit0）判断，车窗保持原状。中控锁部分（Bit7）用于中控锁的状态比较，若位数据相同，则保持中控锁状态，若位数据不同，则驱动中控锁电机进行相应动作。 

　　状态信息一般由从节点反馈给主节点，以用于故障诊断，主要包括车窗升降电机和继电器的短路和开路信息等，表2所列是状态信息的数据场定义。当主节点收到后状态信息后。若发现故障，则主节点控制器将使指示灯闪烁或者进行声音报警。 

　　主节点初始化之后，系统将处于等待状态，同时检查是否有数据传输需求。主程序每10 ms检查一次主节点控制器的按键参数。当司机侧主控板上有按键动作时，系统会将相应按键数据转换成控制命令并通过LIN总线发送给从节点控制器；若没有按键动作，则要求从节点反馈状态信息，并分析其工作状态。图6所示是其主节点的程序流程图。 

　　3 结束语

　　本文介绍了基于英飞凌公司的XC886单片机的车门控制系统的LIN总线通信模块的设计方法，并对其硬件设计和软件结构进行了简单的分析。运用LIN总线技术开发的车窗、后视镜和中央门锁控制系统，由于使用了低功耗的8位单片机，因而降低了成本，提高了系统性能，是汽车电子技术的发展方向。本系统程序采用C语言编写，具有很好的可读性和维护性。事实上，总线技术的发展是推动汽车电子进步的一大动力，总线技术的广泛使用则进一步促进了汽车生产商对总线开发的投人，因此，汽车总线的开发必然在将来的汽车工业中占据更为重要的位置。