基于Microchip单片机及收发器实现的低成本LIN总线

　　4.2 软件实现

　　4.2.1 主节点

　　主节点完全按照LIN规范实现。主节点的任务就是发送报文头和发送接收数据，实现一个网关的作用。另外，单片机的剩余功能，可以用来做一些A/D和开关量的采集，还可以驱动一些蜂鸣器、小电机或者LED和LCD等器件。主节点发送流程如图5所示。

　　LIN总线的通信可以通过配置单片机的EUSART来实现。每次通信都由主节点启动，此处不考虑从节点到从节点的通信。总线的配置也由主节点来实现，具体波特率可以通过波特率控制寄存器来实现。这里采用9 600的波特率。

　　标识符不是一个节点的地址，而是一个报文的描述符。当主节点发送一个0x3C的命令后，再发送8 B的00H，总线就进入休眠模式。在休眠模式下，总线处于空闲状态，因此任何一个从节点都可以唤醒总线。

　　主节点采用高精度的石英晶振作为时钟源，可以产生低误差的时钟信号。在这里，要把主节点设置为异步半双工通信模式，8 bit数据模式。时钟选择为内部时钟。

　　由于EUSART有“发送间隔字符位（SENDB）”，可以在每次发送数据前发送同步间隔字符，这样可以省掉不少软件开销，使单片机可以致力于其他逻辑的运算。

　　4.2.2 从节点

　　从节点不需要系统配置的信息，所有从节点接收所有报文，然后再判断是否需要执行。

　　从节点不需要外接石英晶振，可以用单片机内部自带的RC震荡器实现。MICROCHIP的中端8位单片机大多数都内带高精度的RC震荡器，在常温下(25℃)，经过校准可以达到±1%的精度。

　　每个单片机在出厂时都经过校准，并把校准字写在Flash空间的最后一位。在程序开始运行时，会把校准值装载到W寄存器里。在程序的第一条指令中执行MOVWF OSCCAL，即可将W寄存器里的值送到内部RC震荡器的校准寄存器里，从而实现校准。

　　从节点先检测总线电平，当长时间的隐性电平结束，出现大于10个位定时的显性电平后，开始数5个下降沿的时间，用时间值除以8，就可以算出波特率。然后从总线上读取数据，解码ID，处理响应。

　　EUSART支持波特率的自动检测和校准，可以使软件代码大量简化。从节点可以在总线空闲时进入休眠状态，当从节点检测到主节点发出的同步间隔时，可以从休眠状态唤醒。

　　当从节点被其他外部中断唤醒时(例如A/D转换完成，外部IO电平变化等)，从节点可以唤醒休眠的总线。

　　如果从节点的功能比较简单，工作电流比较小，可以通过收发器MCP2021的参考电压输出端来供电。MCP2021有两种型号，参考电压的输出分别为5 V和3.3 V，适应5 V和3.3 V的单片机。这个参考电压的输出电流最大为50 mA，所以不适合工作电流比较大的场合[3-4]。