基于有限狀態(tài)機(jī)在LIN總線開發(fā)中的應(yīng)用

1、    基于有限狀態(tài)機(jī)在LIN總線開發(fā)中的應(yīng)用摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte隨著汽車智能化程度的提高和迅速升級(jí)換代的需要，汽車電子網(wǎng)絡(luò)正在由集中式控制向分

2、布式控制發(fā)展。LIN總線作為CAN總線的有效補(bǔ)充，以低速率和低成本的實(shí)現(xiàn)有效解決了分布式控制帶來的成本增加問題。在筆者研制的車身分布式控制系統(tǒng)中，采用CAN總線和LIN總線連接各個(gè)控制單元，完成單元之間的數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1 車身控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該車身控制系統(tǒng)包括車燈模塊、車門模塊、車內(nèi)模塊、控制面板模塊和儀表盤模塊，分別完成對(duì)相應(yīng)負(fù)載的控制和監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過CAN總線完成數(shù)據(jù)交換。其中車燈模塊和車門模塊基于CAN/LIN總線以分布式的形式實(shí)現(xiàn)。本文重點(diǎn)論述的是LIN協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。LIN協(xié)議分析和狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)是由一組狀態(tài)、一個(gè)起始狀態(tài)、輸入以及將輸入與當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換為下一個(gè)狀態(tài)

3、的轉(zhuǎn)換函數(shù)所組成，它是一個(gè)特殊的有向圖，包括一些狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和連接這些狀態(tài)的有向弧。對(duì)特定的狀態(tài)機(jī)而言，首先要建立一些有效的狀態(tài)，然后設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。一個(gè)完整的LIN幀由間隔場(chǎng)、同步場(chǎng)、PID、數(shù)據(jù)場(chǎng)以及校驗(yàn)和場(chǎng)組成，LIN協(xié)議驅(qū)動(dòng)器要實(shí)現(xiàn)的便是依序完成間隔場(chǎng)和同步場(chǎng)的檢測(cè)、ID的發(fā)送和接收、數(shù)據(jù)場(chǎng)字節(jié)的發(fā)送和接收，最后完成校驗(yàn)。狀態(tài)機(jī)形式與LIN協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范的定義相吻合，可以通過建立相應(yīng)的狀態(tài)來描述相應(yīng)的場(chǎng)從而描述整個(gè) LIN幀，且可以通過監(jiān)控當(dāng)前狀態(tài)，按照當(dāng)前接收到的字節(jié)切換其狀態(tài)，從而以狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方式依序完成各個(gè)場(chǎng)的發(fā)送和接收。設(shè)計(jì)以下幾個(gè)狀態(tài)：IDLE、BREAK、SY

4、NBYTE、 IDENTIFY、TRANCEIVE和 CHECKS UM，設(shè)置標(biāo)志位state反映LINdriver的狀態(tài)，idle，pendin g，succe ss，當(dāng)處于LIN正確通訊的中間狀態(tài)時(shí)，state=pending，當(dāng)LIN通訊失敗，state=idle，當(dāng)完成一次完整的LIN通訊，state=success。狀態(tài)的監(jiān)控和轉(zhuǎn)換是在UART接收中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)長(zhǎng)IN總線采用單根線通信，UART外接 LIN物理層收發(fā)器，所以當(dāng)UART發(fā)送的總線數(shù)據(jù)和接收到的總線數(shù)據(jù)一樣時(shí)，UART接收到的數(shù)據(jù)便是UART發(fā)送的數(shù)據(jù)，在接收中斷服務(wù)程序中完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換算法，如圖2。通過判斷當(dāng)前狀態(tài)和接收到的數(shù)據(jù)切換LINdriver的狀態(tài)，同時(shí)更新標(biāo)志位。圖2 LIN協(xié)議狀態(tài)機(jī)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示。首先進(jìn)行初始化，主要包括UART模塊的初始化和I/O腳初始化，設(shè)置波特率，使能接收中斷，設(shè)置LIN物理層收發(fā)器相應(yīng)I/O腳方向及電平，