本文采用基于单片机的专门LIN模块 （就是由功能完备的LIN模块完成通信 ， CPU通过特定接口对LIN模块进行读写 ， 成本适中 ， CPU负担最轻 ，代码最少）的方式实现LIN 通信 。 主控芯片选用Freescale公司的低成本高性能的8位单片机MC9S08DZ60。 该单片机带有LIN增强型ESCI接口，具有自动波特率调整、自动校验和计算等功能，与普通SCI的LIN方案相比可将中断减少83%。 从节点硬件结构如图3所示。

开关输入接口电路是设计中的一个关键点。目前国内重型载货汽车上使用的开关状态一般有2种类型： 高控型 、 低控型 ， 即开关为 “ON” 状态下的输出的信号值为 “搭铁” 还是 “电源”， 如表1所示。

考虑到实际车辆上这2种开关类型都广泛使用，所以我们设计了如图4所示的开关信号采集接口电路。该电路将开关信号转换为0~5 V的模拟量 ， 通过AD转换采集开关量状态 。 根据所选的电阻值匹配，该电路能够满足0~50 V的开关电平输入。 通过应用软件标定，设置开关为高控或低控类型，再对AD采样值的范围判断来确定开关当前状态 。 由于采用模拟量检测开关状态，所以可以通过设定软件判断阈值，诊断开关接触点处是否存在锈蚀、接触不良等故障。

由于MC9S08DZ60 处理器的 AD 转换速度非常快，一次AD转换仅需2.5 μs， 所以即使一次采集40路开关状态，也仅仅需要100 μs的采样时间。 另外，由于MC9S08DZ60单片机只有24通道数的AD接口 ，所以还需要通过多路模拟复用器来复用单片机的AD口。 比较常用的有NXP公司的74HC4851， 它可以将一路AD口复用为8路输入， 极大地扩展了开关量采集接口。

LIN收发器是控制器和 LIN物理总线之间的接口。 发送数据时， LIN收发器将MCU的TXD管脚输入的发送数据转换成LIN总线信号， 并由LIN收发器控制转换速率和波形。 接收数据时， LIN收发器检测LIN总线的数据并通过管脚RXD发送到MCU。 由于LIN网络最早用于乘用车系统 ， LIN2.0协议中关于物理层定义规范了LIN收发器工作电压范围Ubat为8~18 V， 推荐电压为12 V； 此外， 系统供电电压Usup为7~18 V， 推荐电压为12 V。 所以相对于24 V供电系统的重型汽车， 这个电压范围是无法接受的。

目前市场上常用的LIN收发器如TJA1020的典型工作电压都是12 V。 为了满足重型汽车24 V电源系统功能使用LIN网络， Infineon公司推出了兼容12 V和24 V系统的LIN收发器TLE7259G， 它的工作电压范围最大达到40 V， 完全满足24 V系统的重型汽车的需求。 图5为TLE7259作为收发器的电路接口图。根据LIN2.0协议， 从节点的上拉电阻为30 kΩ， 主节点为1 kΩ， 所以TLE7259作为从节点时需要去掉D1和R1， 其内部默认已经具有了30 kΩ的上拉电阻， 所以外部电路不需要额外另接。

3 基于CANoe开关控制模块网络仿真测试

确定了网络拓扑结构和节点功能划分，也就确定了系统模型。这时，我们使用LIN总线开发工具CANoe对开关模块LIN网络进行了全数字仿真。

使用CANoe对系统模型进行仿真的步骤如下 ：①利用Vector LIN File Editor建立LDF (LIN Descrip-tion file) 文件； ②用panel设计控制面板； ③设计网络拓扑结构，并用CAPL语言编写节点程序 ； ④网络的仿真和调试。

系统的调试和仿真分析是在系统定义生产的LDF文件基础上实现的 。 创建LDF文件的过程被称为系统定义。通过配置LDF文件， 定义系统的主从结点、 信号列表、 帧消息、 系统调度表等。 CANoe的LIN模块通过调用LDF文件确定系统的拓扑结构、消息列表、信号解码等工作。图6为CANoe加载LDF文件后的界面。

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