LIN主节点DEMO板设计说明书

LIN主节点DEMO板设计说明书 1目录 一、功能特性……………………………………………………………………………………(3) 二、元器件介绍 2.1主要元器件……………………………………………………………………………….(3) 2.2元器件简介……………………………………………………………………………….(3) 2.2.1 AT89S51简介……………………………………………………………………..(3) 2.2.2 TJA1020简介…………………………………………………………………..…(4) 三、硬件设计 3.1系统简介……………………………………………………………………..…………..(8) 3.2硬件原理图………………………………………………………………………………(8) 3.3原理图说明……………………………………………………………………………….(8) 四、软件设计 4.1程序总体结构………………………………………………………………………………(9) 4.2程序实现……………………………………………………………………………………(9) 4.2.1主函数………………………………………………………………………………..(9) 4.2.2 LIN发送接收功能函数… ……………………...………………………..………(13) 4.2.3 LCD液晶显示函数……..………………………………..………………………(17) 五、使用说明 5.1程序的烧写……………………………………………………………………………..(19) 5.2.Xtm的设置…………………….………………………………………………………(22) 5.3 连接电路………………………………………………..……………………………..(27) 5.4 LIN的数据测量……………….………………………………………………………(27) 六、总结…………………………………………….…………………………………………..(30) 七、附录……………….……………………………………………………………………….(31)

2 一、功能特性 1 .LIN主节点可以LIN总线发送和接收数据 2. LIN主节点可以用LCD显示发送数据

二、元器件简介 2.1本设计用到的主要元器件如下: 89S51单片机 11.0592M的晶振 LCD液晶显示屏 TJA1020 LM7805三端稳压管 二极管 DB9针接头 电阻,电容和插针若干

2.2元器件简介 2.2.1 AT89S51简介 本设计中选用比较常见的AT89S51作为LIN节点的微控制器，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

主要功能特性： ※兼容MCS-51指令系统 ※4k可反复擦写（>1000次）ISP Flash ROM ※32个双向I/O口 ※4.5-5.5V工作电压 ※2个16位可编程定时/计数器 ※时钟频率0-33MHz ※全双工UART串行中断口线 ※128×8bit内部RAM ※2个外部中断源 ※低功耗空闲和省电模式 ※中断唤醒省电模式

3※看门狗（WDT）电路 ※软件设置空闲和省电功能 ※灵活的ISP字节和分页编程 ※双数据寄存器指针

2.2.2 TJA1020简介 TJA1020是LIN主/从协议控制器和LIN物理总线之间的接口，主要用作为车辆中的副网络，使用的波特率从2.4 kbits/s到20kbits/s。控制器在TXD管脚输入的发送数据流通过LIN收发器转换成LIN总线信号，并由收发器控制转换速率和波形，减少EME。LIN总线的输出管脚通过一个内部终端电阻拉成高电平。收发器在LIN总线的输入管脚检测数据流并通过管脚RXD发送到微控制器。

总体特征: ※波特率最高达20kbits/s ※极低的电磁发射（EME） ※高抗电磁干扰性（EMI） ※低斜率模式可以进一步降低EME ※输入电平与3.3V和5V器件兼容 ※唤醒源识别本地或远程 ※低功耗管理 在睡眠模式下电流消耗极低可实现本地或远程唤醒 ※保护 发送数据超时功能 LIN总线对电池和地的短路保护 总线终端和电池管脚可防止汽车环境下的瞬变 过热保护

TJA1020是LIN主/从协议控制器和LIN物理总线之间的接口。LIN收发器最高的LIN传输速率可达20kbit/s，而且由于对LIN输出进行了波形修整，其EMC性能更佳。其管脚图如图1,内部结构图如图2。

图1 TJA1020的管脚图 4 图2 TJA1020的内部结构图 TJA1020有两种正常的工作模式，一种中间模式和一种低功耗的模式。TJA1020各种工作状态的特点如表1 ,各种工作状态的转换如图3 。

※睡眠模式 这个模式是TJA1020最省电的模式，也是上电后（第一次电池供电）的 默认模式。此模式下电流消耗极低，TJA1020可以通过引脚LIN远程唤醒或 通过引脚NWAKE本地唤醒或直接通过引脚NSLP直接激活。LIN接收器LIN 的引脚NWAKE和引脚NSLP上配置有输入滤波器，可防止由于汽车瞬态干 扰或EMI干扰造成的不必要唤醒。

※待机模式 当TJA1020在睡眠模式时产生了本地或远程唤醒事件，TJA1020会自动 进入准备模式，这些唤醒事件由引脚INH激活，而且接通引脚LIN的从机端 电阻。结果，引脚INH的高电平将激活了电压调节器和微控制器。待机模式 是由引脚RXD的低电平表示，这个低电平可以作为微控制器的中断。

5 表1 TJA1020各种工作状态的特点 ※普通斜率模式 普通斜率模式中，收发器可以通过LIN总线接收和发送数据，接收器检 测LIN总线输入引脚的数据流，并将数据流通过引脚RXD发送到微控制器 当总线为隐性电平时发送1，为显性电平时发送0。接收器内带滞后的电压阀 值和一个集成滤波器来抑制总线噪声。在TXD输入的协议控制器发送数据流 通过LIN收发器转换成总线信号，并控制回转速率和波形以减少EME，LIN 总线的输出引脚通过一个内部从机端电阻拉成HIGH高电平。

※低斜率模式 普通斜率模式和低斜率模式的唯一不同点是发送器的行为。低斜率模式 中，发送器的输出级用加长的上升和下降斜时间来驱动LIN总线。这将大大 减少在普通斜率模式中相对显著的EME。低斜率模式适用于对发送器的速度 要求不很严格的应用。模式的选择是在LIN收发器引脚NSLP的正边缘后并 维持了一段时间中完成。如果此时引脚TXD是低电平就进入低斜率模式，否 则，进入普通斜率模式。低斜率模式的转换可以通过这几种方法执行TXD引 脚开路（自动防止故障）、引脚TXD对地短路（自动防止故障）或由微控制 器对引脚TXD编程，使之变成低电平，发送器在引脚TXD从低到高跳变时 使能。当引脚TXD对地短路时，发送器禁能。

6 图3 TJA1020工作状态转换图 ※唤醒 在睡眠模式中，共有3种方法唤醒TJA1020： 1、通过显性总线状态远程唤醒 2、通过引脚NWAKE的下降沿本地唤醒 3、从睡眠模式到普通斜率模式/低斜率模式的模式转换（引脚NSLP为高）

7三、硬件设计 3.1系统简介 整个硬件系统是由控制器AT89S51、收发器TJA1020组成主机控制单元。本系统主节点发送两个报文头，一个报文头用于主节点发送报文(3组不同的数据)到从节点(Kvaser LIN作从节点)，另外一个报文头用于从机(Kvaser LIN作从节点)发送报文给主节点,当从节点接收到该报文头后就发送数据，然后通过LIN总线把数据送往主节点显示，如图4所示。

图4 系统结构 3.2硬件原理图

图5 硬件原理图 3.3原理图说明 本设计中需要用到两个电源:+5V和+12V,为了节省外接的电源和简化电路的外接线,我们采用了单电源设计,即系统的电源输入为+12V,用于TJA1020的供电,另外,通过LM7805三端稳压管把+12V变为+5V,用于提供89S52单片机和LCD液晶显示屏的电源.单片机的

8P0.0,P0.1,P0.2用于控制LCD液晶显示屏,P1口用于数据的输出显示.单片机的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)分别连接TJA1020的RXD和TXD管脚,用于发送接收数据,并把数据显示在LCD上,TJA1020的LIN管脚接DB9针接口的7脚,而DB9针接口则可以直接与Kvaser LIN连接便于测试.

四、软件设计 4.1程序总体结构

图6 程序流程图 4.2程序实现 4.2.1主函数 #include"reg52.h" #include "display.h" #include"lin_send.h" #include "lin_send.c"

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