Программная реализация

Протокол LIN можно организовать программно на любом микроконтроллере, выпускаемом фирмой Microchip /9/ (рис. 47).

Рис. 47

Очень удобно для этих целей применять малогабаритные и дешёвые PIC16C508 и PIC16C505. На сайте компании www.microchip.com находится пример такой конструкции и приведён исходный текст программы микроконтроллера (Application Note AN729).

Аппаратная реализация

Для удобства проектирования встроенных систем управления для автомобильной электроники, Microchip Technology Inc. представила семейство из двух микроконтроллеров PIC16C432 и PIC16C433 с аппаратно-встроенным приёмопередатчиком автомобильного протокола обмена данных LIN. Эти микроконтроллеры содержат на кристалле аппаратный приёмопередатчик, и его не придётся создавать на отдельных элементах.

При классической архитектуре, PIC16C432/433 имеет 2Кх14 бит слов однократно программируемой программной памяти и 128 байт оперативной памяти данных. Имея на одном кристалле микроконтроллер и приёмопередатчик LIN в корпусе с 18 и 20 выводами, можно до предела сократить количество внешних навесных деталей, повысив при этом надёжность устройства в целом. А наличие 4-канальных 8-бит АЦП позволяет обрабатывать аналоговые сигналы.

Другими встроенными модулями являются 8-разрядный счётчик/таймер реального времени с 8-разрядным предварительным делителем, выход из "спящего" режима по изменению сигнала на шине и встроенный приёмопередатчик LIN, для работы которого необходимо лишь наличие напряжения питания на шине 12 В. Специальные возможности микроконтроллеров поддерживают внутрисхемное программирование (ICSPTM), power-on reset (POR), power-up timer (PWRT), oscillator start-up timer (OST), режим пониженного энергопотребления "Sleep", возможность выбора типа задающего генератора и сторожевой таймер (WDT) с отдельным RC-генератором для повышения надёжности. PIC16C432 также имеет функцию brown-out reset (BOR).

Драйвер повышенной надежности для lin интерфейса

Компания Texas Instruments разработала микросхему TPIC1021 для сопряжения логических контроллеров протокола LIN версии 2.0 с физической средой интерфейса. 

Интерфейс LIN широко применяется в автоэлектронике, объединяя в единую сеть интеллектуальные датчики и микроконтроллеры исполнительных узлов транспортного средства.

Физическая среда LIN интерфейса представляет собой однопроводную линию для двунаправленного обмена данными. Она имеет два логических уровня: доминантный, с потенциалом, близким к общему проводу, и рецессивный (подавляемый), с потенциалом, близким к напряжению бортовой сети. Рецессивный уровень, формируемый через подтягивающий резистор одним из узлов сети, может быть принудительно инвертирован любым другим узлом в доминантный уровень, формируемый через открытый сток ключевого транзистора на «землю». 

Микросхема TPIC1021 представляет собой драйвер повышенной надежности, преобразующий логические уровни ТТЛ 5 В или 3,3 В в логические уровни LIN интерфейса, и обратно. TPIC1021 имеет встроенный последовательный диод и подтягивающий резистор сопротивлением 30 кОм, требуемые по спецификации для сопряжения с шиной LIN. 

Микросхема имеет высокую помехозащищенность, удовлетворяющую стандарту ISO7637 для автомобильных применений, она работоспособна при напряжении на контакте LIN до +/- 40В и электростатических разрядах, при тестировании по методике IEC, амплитудой до 17 кВ. Рабочая температура окружающей среды драйвера от -40 до +125 С. Микросхема имеет встроенный термодатчик для защиты от перегрева и датчик тока для защиты от коротких замыканий на источник питания или «землю».

TPIC1021 обеспечивает ограничение скоростей нарастания и спада напряжения в шине LIN, согласно протоколу, для снижения электромагнитного излучения. Снижению потребления энергии способствуют низкий собственный ток потребления 1,2 мА в активном режиме, и снижение тока потребления до 50 мкА в пассивном режиме, с автоматическим переходом в активный режим при изменении состояния на шине LIN или по команде контроллера.

Микросхема предназначена для работы в широком диапазоне напряжений питания от 7 до 27 В. Поддерживаемая скорость передачи информации интерфейса – до 20 кбит/сек. Микросхема TPIC1021 выпускается в корпусе SO-8.