MSP430 LIN总线编程

Lis, 2021-2-3

时隔接近20年，CSDN我回来了...以下为本人原创. 如转载，请注明出处！

LIN总线在汽车领域应用十分的广泛。汽车上的油泵，自动折叠反光镜，大灯，锁等等慢速通信都会有LIN总线的应用身影。但网络上你几乎找不到MSP430在这方面的应用，就算去TI的官方网站上去找，去问客服，也找不到，MSP430似乎没有车规级型号，新能源汽车上几乎清一色的使用TI的DSP车规级芯片，所以也基本没有人在MSP430上使用LIN总线。但是掌握LIN总线的应用，会给我们在一些项目里带来很大的帮助。至于什么是LIN，什么CAN这些的术语，大家自己百度应该可以找到很详细介绍，这里不做过多的说明。

以下是我做的一些笔记，为了避免重复劳动，浪费时间，就直接截图上来了。

[1] LIN总线特点

[二]物理层连接

[三]接口电路

这里我选择了最小封装的TJA1027，8脚芯片,以下为LIN master模式的配置电路。详细关于TJA1027请自行网上找它的datasheet

[四]LIN-BUS的帧格式

Break长度一般为为13位，我们称之为:间隔场.(参考网上的一张比较不错的图)

示波下的真实waveform：

逻辑分析仪下的读某品牌油泵的时序：

[五]MSP430F24X下的LIN BUS配置

这里我使用MSP430F249为例，UART模块，需支持SCI功能。才可以支持LIN，所以不是所有的MSP430系列都支持LIN总线，查看Datasheet是最有效的方式。

在Slave 模式下，UART需支持自动波特率检测（在一些特定标准下，波特率是特定的）
UART=8 bit,LSB优先，无奇偶位，1停止位。这点和普通的串口单元设置基本一样
接口驱动芯片，这里我选用的是TJA1027，实现通信电平上面的转换

主模式：自动生成间隔场(break)和同步码(synch)
选择自动波特率检测模式 UCTXBRK=1
DELIMx指定 break Delimiter的长度，默认为1位周期
检测TXBUF是否准备就绪，并向TXBUF写入同步码 0x55h
传输13位间隔场后，然后就是break delimiter 和synch 同步场，UCTXBRK在同步载入TX移位寄存器后自动重设，写入TXBUF的数据正常传输

[六]代码部分

1.PID部分：ID只是高6个位，后两个位为奇偶效验码.

//---------------------------------------------------------------------------//
//                       uchar LIN_GetPID(uchar id)                          //
//Description: calculate  odd and even parity for ID Frame                   //
//   Parity:                                                                 //
//             P0= id0^id1^id2^id4      ==>Even  bit6                        //
//             p1=~(id1^id3^id4^id5)    ==>Odd   bit7                        //
//---------------------------------------------------------------------------//
uchar LIN_GetPID(uchar id)
{uchar parity=0, p0,p1;p0 =id;p0^=id>>1;p0^=id>>2;p0^=id>>4;p0&=0x01;p1 =id>>1;p1^=id>>3;p1^=id>>4;p1^=id>>5;p1=~p1;p1&=0x01;parity=id|(p0<<6)|(p1<<7);return parity;
}

2.checksum

LIN总线中的checksum算法为带进位的累加。在LIN总线里，有两种校验方式，一种称为标准验校，和增强型校验。代码中我做了相关的说明。

//---------------------------------------------------------------------------//
//                               calculate checksum                          //
//paremeters: uchar id:           slaver id                                  //
//            uchar *data         array of data,maximum:8 bytes              //
//            uchar len            length of the data array                  //
//---------------------------------------------------------------------------//
uchar LIN_Checksum(uchar id,uchar *data,uchar len)
{uint16 sum = 0;uchar  i;//if it's not a diagnostic package  | id==0x3c using normal checksum,otherwise using enhance checksum  if (id!=0x3c)                                                             {sum=LIN_GetPID(id);}for(i = 0; i < len; i++){sum +=data[i];if(sum&0xff00){sum&=0x00ff;sum+=1;}  }sum=~sum;return (uchar)sum;
}

3.添加发送间隔场和同步场

我在代码中加了宏代码，以方便我配置LIN端口使用UART0 或UART1


//----------------------------------------------------------------------------//
//                    void USART_UCA0_Send_Byte(uchar data)
//----------------------------------------------------------------------------//
void USART_UCA0_Send_Byte(uchar data)
{UCA0TXBUF = data;while(!Get_Bit(UC0IFG,UCA0TXIFG));
}//---------------------------------------------------------------------------//
//                          LIN_Send_Break_Sync(void)                        //
//---------------------------------------------------------------------------//
void LIN_Send_Break_Sync(void)
{UCA0CTL0_bit.UCMODE0=1;UCA0CTL0_bit.UCMODE1=1;//4bit stopUCA0ABCTL_bit.UCDELIM0=1;UCA0ABCTL_bit.UCDELIM1=1;UCA0CTL1_bit.UCTXBRK=1;USART_UCA0_Send_Byte(0x55);UCA0CTL1_bit.UCTXBRK=0;
}

4.一个完整帧的发送:

//---------------------------------------------------------------------------//
//                               LIN_Sendbuf                                 //
//                                                                           //
//paremeters: uchar id:           slaver id                                  //
//            uchar *data         array of data,maximum:8 bytes              //
//            uchar len            length of the data array                  //
//---------------------------------------------------------------------------//
void LIN_Sendbuf(uchar id,uchar *data,uchar len)
{uchar check_sum, parity_id;uint16 i;LIN_Send_Break_Sync();parity_id=LIN_GetPID(id);USART_UCA0_Send_Byte(parity_id);for(i=0;i<len;i++){  USART_UCA0_Send_Byte(data[i]);}  check_sum=LIN_Checksum(id,data,len);USART_UCA0_Send_Byte(check_sum);
}

5.发送读操作帧

//---------------------------------------------------------------------------//
//                 void LIN_RX_Ask(uchar id)                                 //
//                                                                           //
//definition: Send Syn frame to slaver, Slaver will send back the data       //
//parameter: uchar id                                                        //
//---------------------------------------------------------------------------//
void LIN_RX_Ask(uchar id)
{uchar parity_id;LIN_RX_Idx=0;LIN_Send_Break_Sync();parity_id=LIN_GetPID(id);USART_UCA0_Send_Byte(parity_id);
}

如这里的时序，master端发送Ask（break+sync+PID），然后slave同步并返回数据帧。这个比较容易理解，类似于I2C,SPI，1 wire 总线。

6.接收处理:

将接收处理部分写成单独的函数，然后放到串口接收中断中

//----------------------------------------------------------------------------//
//                    void USART_UCA0_Send_Byte(uchar data)
//----------------------------------------------------------------------------//
void USART_UCA0_Send_Byte(uchar data)
{UCA0TXBUF = data;while(!Get_Bit(UC0IFG,UCA0TXIFG));
}//---------------------------------------------------------------------------//
//                 void LIN_Readbuf_Pro(uchar data)                          //
//  put this function into RX intterruption                                  //
//---------------------------------------------------------------------------//
void LIN_Readbuf_Pro(uchar data)
{switch(LIN_RX_Idx){case 0:if(data==0x55){LIN_RX_Idx=1;}  break;case 1:LIN_RX_Frame.id=data&0x3F;LIN_RX_Idx=2;break;case 2:case 3:case 4:case 5:case 6:case 7:case 8:case 9:LIN_RX_Frame.d[LIN_RX_Idx-2]= data;LIN_RX_Idx++;break;case 10: LIN_RX_Frame.chksum=data;LIN_RX_Idx=0;break;}
}

串口接收中断：

//----------------------------------------------------------------------------//
//                  USCI0RX_ISR     UCA0 Interruption
//----------------------------------------------------------------------------//
#pragma vector=USCIAB0RX_VECTOR
__interrupt void USCI0RX_ISR(void)
{uchar data=0;data = UCA0RXBUF;// if (UC0IFG&UCA0RXIFG) //  {LIN_Readbuf_Pro(data);    // }
}

7.串口设置

#define BAUD_UCA0     10417//----------------------------------------------------------------------------//
uchar Get_UCBRS(float baud)
{return ((uchar)((baud-(uint16)baud)*8+0.5))<<1;
}//----------------------------------------------------------------------------//
//                      void Init_Serial_Ports(void)
//----------------------------------------------------------------------------//
void Init_Serial_Ports(void)
{float tmp_baud;SetPinMode(UCA0_TXD_PIN);SetPinMode(UCA0_RXD_PIN);    tmp_baud=CPU_F/2/BAUD_UCA0;UCA0CTL1 |= UCSSEL_2 + UCSWRST;                                         //Set the clock of UCA0 =SMCL,UCSWRST Enable,initial all USCI registors UCA0BR0 =(uchar)(tmp_baud);                                            //Low 8 bitsUCA0BR1 =(uchar)((uint16)tmp_baud>>8);                                 // //High 8bits， NO parity check UCA0MCTL = Get_UCBRS(tmp_baud);UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;                                                   //clear UCSWRST bitUC0IE |= UCA0RXIE;                                                      //Enable RX Interruptor }

[7]测试板电路设计

[1]电源部分

先设计打算使用于24V电路，所以输入端，和LIN总线电压为24V，但是实际应用调试的油泵为12V，所以主供电也为12V。这里做个说明.

[2]MSP430部分相对简单，最小系统，然后把端口都引出去

[3]LIN接口电路

[4]调试用TTL串行口电路

增加缓冲电路，能有效加强TTL串口的可靠，稳定性。

[5]电路指示

[6]预留的一个大功率IO驱动口,用于驱动外部电磁阀等器件

[7]Layout

根据schematic，布好PWB后，生成工艺文件以及BOM发给PCB工厂进行打样生产。

[8]实际调试,正常驱动某品牌汽车油泵