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LIN總線在家用電器中的應(yīng)用

作者: 時間:2012-01-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  本地互連網(wǎng)絡(luò) (LIN)總線協(xié)議是把開關(guān)、顯示器、傳感器及作動器這些簡單的控制設(shè)備連接起來的網(wǎng)絡(luò),用于汽車,它的成本低于使用CAN(控制域網(wǎng)絡(luò))、MOST或者Byteflight。雖然原先是針對汽車而設(shè)計(jì)的,它是一種開放的協(xié)議,可以同樣有效地用于工業(yè)或者家電。這是一種牢固、范圍有限的網(wǎng)絡(luò),完全適合于對速度不是很重要的情形,在短距離內(nèi)連接簡單的控制設(shè)備。

  標(biāo)準(zhǔn)包括有關(guān)傳送協(xié)議的規(guī)范、傳輸媒介以及開發(fā)工具之間的接口,它具備以下特點(diǎn) :
  * 包括一個主節(jié)點(diǎn)/多個從屬節(jié)點(diǎn)
  * 使用成本低的半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn),采用普通的USART/SCI接口硬件
  * 容易實(shí)現(xiàn)
  * 自行同步,在從屬節(jié)點(diǎn)設(shè)備中不必使用石英諧振器或者陶瓷諧振器
  * 確保足夠的等待時間,以便傳送信號
  * 成本低,只使用一條連線進(jìn)行連接
  * 速度最高為20 kb/s

  主節(jié)點(diǎn)傳送信號到從屬節(jié)點(diǎn),而從屬節(jié)點(diǎn)只在主節(jié)點(diǎn)詢問時才傳送信號。從屬節(jié)點(diǎn)僅在需要發(fā)出喚醒信號的時候才主動地發(fā)送信號。從屬節(jié)點(diǎn)是通過識別位來識別信息,識別位表示幾個節(jié)點(diǎn)可以收到同樣的消息。

  標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀的通信過程是從一個同步停止信號開始,下面接著的是一個在時間上占1至4位的同步定界符。在送出同步定界符之后,傳送同步字段(synchrONization field),從屬節(jié)點(diǎn)利用同步字段把它的波特速率調(diào)整到被傳送信號的波特速率。

  一旦同步字段傳送完畢,便送出識別字段,它包括識別位和兩個奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)位告訴你,數(shù)據(jù)與那個從屬節(jié)點(diǎn)有關(guān),并且告訴你對這個數(shù)據(jù)做什么。在傳送識別字段之后,或者是收信的從屬節(jié)點(diǎn)對這個消息作出響應(yīng),或者是主節(jié)點(diǎn)繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)。可以使用一定順序的識別位來接收來自從屬節(jié)點(diǎn),而其它的識別位則表示數(shù)據(jù)流的類型。檢查和(checksum)表示數(shù)據(jù)幀結(jié)束,檢查和是通過計(jì)算數(shù)據(jù)的全部字節(jié)而得到的(不包括識別字節(jié)及同步字段)。

  LIN 總線主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的另一個幀是睡眠幀,它的作用是讓總線和節(jié)點(diǎn)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。睡眠幀的識別字段包含數(shù)值 0x80之外,除此之外,睡眠幀與數(shù)據(jù)幀是相似的。在識別字段后面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù),或者不傳送數(shù)據(jù),可以由系統(tǒng)設(shè)人員選擇。當(dāng)收到喚醒信號時,總線睡眠狀態(tài)便中止。 主節(jié)點(diǎn)或者從屬節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送喚醒信號。

  當(dāng)主節(jié)點(diǎn)或者從屬節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送喚醒信號時,它送出數(shù)值0x80,后面跟著的是4至64位的喚醒定界符。然后,主節(jié)點(diǎn)送出數(shù)據(jù)幀。如果經(jīng)過相當(dāng)于128位的時間后,主節(jié)點(diǎn)沒有送出同步停止命令,便送出新的喚醒信號。這個步驟只重復(fù)三次。

  在家電中的應(yīng)用

  在一般的干衣機(jī)中,使用者是在干衣機(jī)操作面板上選擇溫度、干衣時間、冷卻時間等參數(shù)。這時,干衣機(jī)中的電子部件開始工作。控制著溫度、干燥程度、轉(zhuǎn)速以及其它參數(shù)的傳感器都直接用線連到控制面板上。這個方法要花費(fèi)很多錢,因?yàn)槊扛€都要連到面板上。但是,如果所有的傳感器、電動機(jī)、以及顯示部件都連到一個單總線上,然后在干衣機(jī)只用一根線連到面板上,這樣可以降低制造成本,也可以降低服務(wù)維修的成本。

  例如,如果干衣機(jī)使用LIN總線,當(dāng)使用人員選擇了干衣程序后,主處理器(它是主節(jié)點(diǎn))便開始執(zhí)行它的控制功能。主節(jié)點(diǎn)首先訪問門節(jié)點(diǎn)傳感器,看看門是否鎖上了,然后干衣過程便開始。如果門沒有鎖上,主節(jié)點(diǎn)便送出一個信號到控制面板上的顯示器,或者產(chǎn)生一個聲音。如果門鎖上了,主節(jié)點(diǎn)便送一個命令到加熱部件,開始加熱,并送一個命令到電動機(jī),讓它開始轉(zhuǎn)動。用一個識別符來完成這兩樣工作。電動機(jī)和加熱部件接到這個識別符后,便開始轉(zhuǎn)動和加熱。

  一旦干衣機(jī)開始工作,主節(jié)點(diǎn)每隔一秒鐘訪問一次溫度傳感器,看看是否達(dá)到預(yù)定的溫度。如果已經(jīng)到了預(yù)定的溫度,主節(jié)點(diǎn)便加熱部件的電源關(guān)掉。它繼續(xù)監(jiān)測溫度,確保它沒有降低到一個預(yù)定的最低溫度。

  在干衣過程中,主節(jié)點(diǎn)連續(xù)地檢查門是不是鎖上。如果在干衣過程中,門鎖打開,主節(jié)點(diǎn)便送一個命令到總線上,把加熱器及電動機(jī)的電源關(guān)掉。

  主節(jié)點(diǎn)部件有一個定時器,它是用于對干衣過程進(jìn)行編程。在干衣階段完成之后,主節(jié)點(diǎn)開始冷卻階段,這時加熱部件的電源已經(jīng)關(guān)掉,但是干衣機(jī)繼續(xù)在旋轉(zhuǎn)。在冷卻階段結(jié)束后,主節(jié)點(diǎn)便送一個消息告訴控制面板顯示器:干衣完成。顯示部件或者用文字顯示,或者用一個蜂鳴器發(fā)出聲音。

  用LIN總線升級及排除故障

  可以用一部個人電腦訪問LIN 總線上要調(diào)試的節(jié)點(diǎn)。例如,可以對主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編程,當(dāng)兩個鍵按下去超過兩秒鐘時間時,它便進(jìn)入調(diào)試/升級狀態(tài)。在這個狀態(tài)下,可以啟動要調(diào)試的節(jié)點(diǎn),或者把新的固件安裝到節(jié)點(diǎn)上去。

  利用LIN總線,可以對干衣機(jī)進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)不同的功能,例如實(shí)現(xiàn)自動載荷控制。這時不是每一樣功能各用一個模塊來實(shí)現(xiàn) (如果每個功能是用一個模塊來實(shí)現(xiàn)的話,就需要存放很多模塊,并且需要維護(hù)),同一個基本的控制模塊可以用來實(shí)現(xiàn)所有的功能。在生產(chǎn)過程中,通過LIN總線傳送一個配置命令到節(jié)點(diǎn)上去,就可以啟用這些存放在EEPROM中的功能。每次將一個節(jié)點(diǎn)通電,電腦通過LIN總線從EEPROM把配置裝到節(jié)點(diǎn)上去,這些節(jié)點(diǎn)不需要EEPROM。

  使用LIN總線時,省去了多個編程模塊,也省去了多條連接線,可以節(jié)省費(fèi)用。測試和調(diào)試工作都可以通過LIN總線來進(jìn)行,可以關(guān)閉某個功能,或者啟用某個功能。因此,不論是制造商還是消費(fèi)者都可以省不少錢。



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