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* 来源 :http://www.www888544a.com * 作者 : * 发表时间 : 2019-10-07 03:40

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  基于ARM的LIN主节点控制器的 设计与实现 答辩人:*** 导师: *** 专业: *** 论文研究的背景及意义 ? 随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用,汽车电子 化程度越来越高,汽车总线技术的发展甚为迅速。本文所要 研究的LIN总线技术是目前使用较多的一种低速汽车总线。 在不需要CAN总线性能、带宽及复杂性的领域,LIN总线标 准得到了广泛的应用。 ? LIN网络开发和设计过程中,需要针对整个网络进行整体设 计和调试,调试工具尤为重要。现有的硬件调试工具有NI的 LIN卡等,存在着价格较高、必须使用专用软件配合才能调 试等缺点。为了解决上述问题,更好地进行LIN总线的开发 调试,本论文开发了一套基于ARM的LIN主节点控制器系统。 本设计实现的主要功能有: ? 实现LIN主节点发送和接收数据。 ? 通过RS232串口实现LIN主节点与上位机之间 的通信。 ? 通信数据可以通过液晶显示器显示出来。 系统实现的方法 ? 论文首先对LIN总线协议进行研究,包括LIN 总线网络通讯机制、LIN总线报文帧的构成等。 ? 然后,结合设计要求确定系统的总体硬件方 案及各个功能模块,并绘制硬件原理图。 ? 在分析LIN协议和硬件支持的基础上,设计和 开发系统的软件部分。 系统硬件部分设计 系统总体结构图: LIN总线 嵌入式硬件平台 节点1 上位机 上位 液晶显示 模块 上 位 机 软 RS232 串口 件 机通 信接 口模 块 微控制器 MCU LIN通信 模块 节点2 节点3 节点4 电源 模块 电源模块:系统需要12V,3.3V,1.8V电源。图中通过 LM1085和AS1117两个稳压器可以获得3.3V和1.8V电源; 二极管D1起反向保护的作用。 ? 微控制器MCU模块:微控制器MCU是整个系 统的核心,控制上位机和LIN总线的通信,还 提供液晶显示模块的数据和控制接口。 ? 本设计选择了NXP公司的LPC2103处理器。 ? MCU外围电路模块包括复位电路、晶振回路 和JTAG调试电路。 LPC2103芯片的复位电路和引脚分配:通过复 位按键S1,可以将硬件和软件复位,P0.0和P0.1用于上位 机通信发送和接收数据,P0.8和P0.9用于LIN收发器通信发 送和接收数据。 LIN通信模块:使用TJA1020收发器,图中C8为220pf 电容,提高EME和EMI性能。 上位机通信接口模块:使用RS232串口通信, MAX3232为电平转换芯片,J2为九针的公头接口。 液晶显示模块:采用MD1602A, RS为寄存器选择端口, RW为读写信号线位数据总线。 系统软件部分设计 ? 本系统的软件主要包括系统与LIN总线的通信 程序模块、系统与上位机通信的程序模块和 液晶显示程序模块。 ? 软件开发环境 :软件编辑调试环境是Keil uVision3集成开发环境。硬件仿真/编程器为 Keil公司配套推出的ARM仿真器ULINK 。 系统整体的程序流程图: 上电开始 系统初始化 发送LIN报文头 (HEADER) 清显示 检测同步间 隔场 标识符是否 为接收数据? Y 接收数据 系统上电后,执行系统初始化 程序,设定串口通讯波特率,配置 LIN总线收发器和初始化液晶显示器 。然后执行主机任务即发送LIN报文 头,发起整个LIN总线的通信。LIN N 总线上的节点接收报文头并与主节 点取得同步后,根据标识符调用相 应的LIN发送或接收函数,通过LIN 总线传输相应的报文,并调用上位 机软件和液晶显示程序将数据送至 上位机并显示 。 送上位机并显示 LIN主节点主机任务流程图: 开始 总线初始化 报文的逻辑组成 发送同步间隔场 发送同步场 0x55h 主机任务位于主机 节点内部,用SCI串口 发送报文头。即先发送 一个同步间隔场,然后 发送同步场0x55h和一 个标识符场。 发送受保护的标 识符 LIN主节点从机任务流程图: 开始 检测同步间隔 接收受保护标识 符PID N 标识符为接 收数据? Y 接收数据 从机任务检测同步间 隔,并与主节点取得同步 后,接收受保护标识符, 如果标识符为接收数据则 调用LIN接收数据函数接 收数据和校验和,否则继 续检测下一个同步间隔。 接收校验和 系统与上位机通信流程图: 串口初始化 LIN报文是 否准备好? 接收LIN总线数 据 串口发送数据 结束 串口初始化主要是设定通 信波特率,如果LIN报文已经 准备好,则调用相应的上位机 通信程序接收LIN总线将数据发送至上位 机,通过串口调试工具观察分 析数据。 液晶显示程序流程图: 开始 初始化 清显示 设定光标位 置 显示数据 MD1602A液晶模块内 部的控制器共有11条控制指 令,它的读写操作、屏幕和 光标的操作都是通过指令编 程来实现的。 程序流程图中,先初 始化液晶显示器,然后调用 清屏程序清显示,接着设定 光标位置进而显示数据。 结束 谢谢!

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