基于LIN總線的倒車雷達系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
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基于單片機構成的LIN節(jié)點實現(xiàn)方案有查詢、中斷2種方式，其區(qū)別在于報文頭接收判斷方法不同。(1)查詢方式硬件電路簡單，對時鐘要求比較高，系統(tǒng)中斷的種類和次數(shù)少，程序運行比較穩(wěn)定。但不足的是系統(tǒng)大部分時間都花費在對幀報文頭的等待查詢上，系統(tǒng)資源利用率低；(2)中斷方式對查詢方式的不足之處加以改進和提高，間隔場、同步字節(jié)場的接收完全采用中斷方式進行。中斷方式的優(yōu)點是對主程序運行的影響較小，系統(tǒng)的資源利用率高。不足的是增加了單片機的外圍電路，硬件較復雜。綜合以上特點，本設計采用中斷方式接收。
3.2 軟件設計原理
LIN總線通信系統(tǒng)由主節(jié)點和從節(jié)點組成，主節(jié)點包括主任務、同時也可以包括從任務；從節(jié)點則只能包括從任務，整個通信是由主任務發(fā)起的。首先主節(jié)點查詢本身的超聲波倒車雷達是否需要數(shù)據(jù)傳輸，如果有，則將數(shù)據(jù)裝進LIN數(shù)據(jù)信箱，然后按照LIN通信的過程發(fā)送同步間隔場、同步場、標識符場、數(shù)據(jù)場和校驗和場；如果沒有，則按照順序發(fā)送報文頭，每個ID對應一個報文頭，然后總線等待從節(jié)點響應。程序框圖如圖3所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/197680.htm
從節(jié)點包括2類：(1)帶有倒車雷達的從節(jié)點，它有1個ID信箱，將自己在總線獲得的ID放在里面，每當識別到有報文幀來的時候，提取報文頭里的ID與本身信箱里的ID進行對比。如果相同則將采集到的超聲波數(shù)據(jù)裝進數(shù)據(jù)信箱，然后把數(shù)據(jù)做為數(shù)據(jù)響應發(fā)送出去；否則保持沉默，不發(fā)送任何數(shù)據(jù)。(2)不帶倒車雷達系統(tǒng)的從節(jié)點，其主要功能是對接收總線的數(shù)據(jù)進行顯示，并在必要的時候充當網關的作用，將收集到的LIN信號轉換成其他總線信號進行下一步的傳輸，其本身并不發(fā)送數(shù)據(jù)，所以該ID定義全局的標識符，對總線上所有的信號進行接收，并且根據(jù)校驗和場的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)傳輸過程是否出現(xiàn)錯誤，如果沒有，則將數(shù)據(jù)顯示出來；如果有，則產生提醒信號并將數(shù)據(jù)丟棄掉。
4 倒車雷達系統(tǒng)實驗及數(shù)據(jù)分析
4.1 超聲波測距誤差及分析
超聲波測距在室溫下進行測試，其數(shù)據(jù)如表1所示。經過多次測量發(fā)現(xiàn)，在同一溫度下測量結果有如下規(guī)律:
(1)對于同一距離進行多次測量取平均值的方法，測試范圍在0.4～1.2之間精度較好。
(2)測量誤差隨著所測距離的增大而增大。
其中的誤差有2種:(1)固定誤差，測量的起始位置與探頭的壓電晶片所在位置之間的距離，這種誤差不隨測量環(huán)境和距離的變化而變化；(2)可變誤差，隨著距離的增大而增大，主要是由接收超聲波越過閾值的時間與超聲波實際到達探頭的時間不同引起的?！ ?br />4.2 結合LIN總線分析儀進行通信測試
使用瑞典Kvaser公司生產的LIN總線分析儀，能夠檢測出符合LIN協(xié)議標準的信號，并在電腦顯示中，可以對LIN報文的每一部分進行分析。測試系統(tǒng)將實驗板與LIN總線分析儀Kvaser Leaf Professional相連接、Kvaser Leaf Professional與電腦相連接，在電腦端采用NI公司的LabVIEW軟件進行編程，并將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上面。圖4所示為采用NI公司LabVIEW軟件自行編寫的LIN數(shù)據(jù)接收界面，能夠接收LIN總線的數(shù)據(jù)并顯示在界面上，可以清晰地看到報文幀的內容，其中Data為數(shù)據(jù)場，顯示最長8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，DLC為數(shù)據(jù)場長度，范圍為0~8，MsgID是接收到的幀的標識符，用十進制標識。圖4中的ID為50，即0X32，BR表示接收到幀的波特率，由于采用從節(jié)點接收信號，根據(jù)LIN總線協(xié)議，從節(jié)點應該具備測試通過同步場測試通信波特率的能力。所以在途中不管選擇多大的波特率，測試出來的都是總線上的波特率。本設計的波特率是4 800 b/s，測試結果為4 801 b/s，可見誤差為1。Time為收到報文的時間，PA為標識符，CS為校驗和場數(shù)據(jù)，由此可以計算出通信過程數(shù)據(jù)傳輸是否出錯。
本系統(tǒng)實現(xiàn)了與瑞典Kvaser公司的LIN總線分析儀相互進行通信，實驗表明該系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸符合LIN協(xié)會規(guī)定的LIN協(xié)議標準，能夠很好地與其他符合LIN標準的汽車電子設備進行通信，具有較好的實際應用價值。由于目前國內汽車總線正處于發(fā)展階段，相比歐美國家來說存在一定的差距，本設計雖然基本上實現(xiàn)了LIN總線通信的功能，但與標準的LIN協(xié)議通信還有一定的距離。
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