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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： 嵌入式硬件平台 LIN通信模块 节点2 节点3 LIN总线 节点1 节点4 上位机 上位机软件 RS232串口 上位机通信接口模块 微控制器MCU 电源模块 液晶显示模块 * 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， E为使能端，D0-D7 为8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： N Y 上电开始 系统初始化 发送LIN报文头（HEADER） 清显示 标识符是否为接收数据？ 接收数据 送上位机并显示 检测同步间隔场 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 。 * LIN主节点主机任务流程图： 开始 总线初始化 发送同步间隔场 发送同步场 0x55h 发送受保护的标识符 报文的逻辑组成 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。 * LIN主节点从机任务流程图： N Y 开始 接收受保护标识符PID 接收数据 标识符为接收数据？ 接收校验和 检测同步间隔 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。 * 系统与上位机通信流程图： 串口初始化 串口发送数据 接收LIN总线数据 结束 LIN报文是否准备好？ 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总线数据并通过RS232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 结束 MD1602A液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，它的