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1 富士通微电子 ( 上海 ) 有限公司应用笔记 MCU-AN Z-11 F²MC-8FX 家族 8 位微控制器 MB95200H/210H 系列 LIN-UART 应用手册

2 LIN-UART V1.1 变更履历 变更履历 日期 作者 修正记录 Glede.Luo V1.0, 第一版 Glede.Luo V1.1, 修改了通信数据位介绍 修改了 LIN 从属模式下波特率的测量 本文档由 50 页构成 1. 本文档记载的产品信息及规格说明如有变动, 恕不预先通知 如需最新产品信息和 / 或规格说明, 联系富士通销售代表或富士通授权经销商 2. 基于本文档记载信息或示意图的使用引起的对著作权 工业产权或第三方的其他权利的侵害, 富士通不承担任何责任 3. 未经富士通明文批准, 不得对本文档的记载内容进行转让 拷贝 4. 本文档所介绍的产品并不旨在以下用途 : 需要极高可靠性的设备, 诸如航空航天装置 海底中继器 核控制系统或维系生命的医用设施 5. 本文档介绍的部分产品可能是 外汇及外贸管理法 规定的战略物资 ( 或专门技术 ), 出口该产品或其中部分元件前, 应根据该法获得正式批准 版权 2008 富士通微电子 ( 上海 ) 有限公司版权所有 MCU-AN Z-11 第 2 页

3 LIN-UART V1.0 目录 目录 变更履历... 2 目录 介绍 LIN-UART 的功能... 6 的功能 2.1 框图 基本功能 LIN-UART 的寄存器 LIN-UART 接口 RS LIN 波特率生成器寄存器 (BGR) 异步模式 ( 工作模式 工作模式 0, 1) 异步模式下的操作 发送 / 接收数据格式 奇偶校验 模式 0 和模式 1 的差别 异步模式的通信设置顺序 异步模式下的样本代码 ( 模式 0) 同步模式 ( 工作模式 工作模式 2) 同步模式下的运行 ( 工作模式 2) 发送 / 接收数据格式 时钟反转功能 同步模式的通信设置 同步模式下 ( 模式 2) 的样本代码 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 总线模式工作模式 5.1 LIN 总线概要 LIN 的短规格 LIN- 主控的操作 LIN 主控 样本代码 MCU-AN Z-10 第 3 页

4 LIN-UART V1.1 目录 5.3 LIN 从动的操作 LIN 从动 检测 LIN 同步中断 波特率测量 样本代码 附加信息 附录 附加信息 7 附录 7.1 图一览 样本代码 工程 1 名称 : UART_Asynchronous 工程 2 名称 : UART_Synchronous 工程 3 名称 : UART_LIN_Master 工程 4 名称 : UART_LIN_Slave MCU-AN Z-11 第 4 页

5 LIN-UART V1.0 第 1 章介绍 1 介绍 本应用笔记介绍如何在各种模式下使用 LIN-UART 本笔记介绍 LIN-UART 的各种功能和工作模式并给出了样本代码 LIN-UART 具有 4 个工作模式 工作模式 0 是异步模式 ( 正常模式 ); 工作模式 1 是异步 ( 多处理器模式 ); 工作模式 2 是同步模式 ( 正常模式 ); 工作模式 3 是异步模式 (LIN 模式 ) MCU-AN Z-10 第 5 页

6 LIN-UART V1.1 第 2 章 LIN-UART 的功能 2 LIN-UART 的功能 本节介绍 LIN-UART 的功能 LIN ( 本地互联网络 )-UART 是与外部器件同步或异步 ( 启 - 停同步 ) 通信的通用串行数据通信接口 除了双向通信功能 ( 正常模式 ) 和主 / 从通信功能 ( 多处理器模式 : 既支持主控又支持从动操 作 ),LIN-UART 还支持 LIN 总线使用的特殊功能 2.1 框图 图 显示的是 LIN-UART 的内部框图 图 : LIN-UART 框图 MCU-AN Z-11 第 6 页

7 LIN-UART V1.0 第 2 章 LIN-UART 的功能 2.2 基本功能 LIN-UART 有 4 种工作模式 工作模式通过 LIN-UART 串行模式寄存器 (SMR) 的 MD0 和 MD1 位选择 工作模式 0 和工作模式 2 用于双向串行通信 ; 工作模式 1 用于主 / 从通信 ; 工作模式 3 用于 LIN 主 / 从通信 工作模式 无奇偶校验 数据长 有奇偶校验 步调 停止位长 数据位格式 0 正常模式 7 位或 8 位异步 1 多处理器模式 7 位或 8 位 +1* - 异步 2 正常模式 8 位同步 1 位或 2 位 无 1 位 2 位 LSB 优先 MSB 优先 3 LIN 模式 8 位 - 异步 1 位 LSB 优先 图 : LIN-UART 工作模式 - : 不可设置 *: "+1" 是多处理器模式下用于通信控制的地址 / 数据选择位 (AD) LIN-UART 串行模式寄存器 (SMR) 的 MD0 和 MD1 位用于选择以下 LIN-UART 工作模式 MD1 MD0 模式 类型 异步 ( 正常模式 ) 异步 ( 多处理器模式 ) 同步 ( 正常模式 ) 异步 (LIN 模式 ) 图 : LIN-UART 工作模式 工作模式 1 支持多处理器模式下的主控操作和从动操作 工作模式 3 的通信格式固定为 8 位数据 无奇偶校验 1 位停止位和 LSB 优先 MCU-AN Z-10 第 7 页

8 LIN-UART V1.1 第 2 章 LIN-UART 的功能 2.3 LIN-UART 的寄存器本节介绍 LIN-UART 的寄存器 LIN-UART 的寄存器一览 的寄存器一览 图 : LIN-UART 寄存器一览 图 显示的是 LIN-UART 的寄存器 关于详情, 请参照 MB95200 系列硬件手册的第 16 章 MCU-AN Z-11 第 8 页

9 LIN-UART V1.0 第 2 章 LIN-UART 的功能 2.4 LIN-UART 接口 RS232 异步模式下可通过收发器将 LIN-UART 连接到 RS-232 总线 收发器提供在总线上接收和发送信息的功能 图 显示 MB95200 微控制器与收发器 MAX3232CSE 的连接 收发器的 R1IN 输入和 T1OUT 输出分别连接到母连接器 DB-9 的 TXD 和 RXD 信号 所用电容器的值因电源电压 VCC 而异 关于详情, 请参照 MAX3232CSE 的数据手册 图 : LIN-UART 连接 RS-232 总线的接口 注 : LIN-UART 连接到不同的电压条件时, 该电路为典型应用 MCU-AN Z-10 第 9 页

10 LIN-UART V1.1 第 2 章 LIN-UART 的功能 LIN LIN 模式下的 LIN-UART 可通过收发器连接到 LIN 总线 收发器提供在总线上接收和发送信息的功能 图 显示的是 MB95200 微控制器连接到收发器 TLE7259 的接口 收发器的总线输出 / 输入连接到母连接器 DB-9 的总线输入 / 输出信号 需在 8V~18V 的范围选择 VBAT 供给 LIN 主控时需要关闭跨接线 J1; LIN 从动时需要打开跨接线 J1 图 : LIN-UART 连接 LIN 总线的接口 注 : 若 LIN-UART 连接至 TLE7259, 推荐使用该电路 MCU-AN Z-11 第 10 页

11 2.5 波特率生成器寄存器 (BGR) LIN-UART V1.0 第 2 章 LIN-UART 的功能 LIN-UART 波特率生成器寄存器 1, 0 (BGR 1, BGR 0) 分别设置两个 15 位重载计数器 波特率的计算式如下所示 重载值 : 计算示例 : v: 重载值 b: 波特率 MCLK: 机器时钟或外部时钟频率 假设机器时钟为 10MHz, 使用内部时钟且波特率设定为 bps: 重载值 : 因此, 实际波特率可计算如下 注 : 若重载值设定为 0, 则重载计数器停止运行 因此, 最小的重载值应设定为 1 关于异步模式下的发送 / 接收, 因为决定接收值之前必须过采样 5 次, 所以重载值必须至少设定为 4 MCU-AN Z-10 第 11 页

12 LIN-UART V1.1 第 3 章异步模式 ( 工作模式 0, 1) 3 异步模式 ( 工作模式 0, 1) 本节介绍 LIN-UART 在异步模式下 ( 模式 0( 正常模式 ) 或模式 1( 处理器模式 )) 时, 如何设定 LIN- UART 寄存器 3.1 异步模式下的操作 发送 / 接收数据格式 发送 / 接收数据以启始位 ("L" 电平 ) 开始, 随后是指定数据位长, 最后是至少一个停止位 ("H" 电平 ) 位传输方向 (LSB 优先或 MSB 优先 ) 由 LIN-UART 串行状态寄存器 (SSR) 的 BDS 位决定 有奇偶校验时, 奇偶校验位总是安排在末尾数据位和首停止位之间 注 : 图 3.1- : 发送 / 接收数据格式 ( 工作模式 0, 1) 若 IN-UART 串行状态寄存器 (SSR) 的 BDS 位置 "1" (MSB-first), 位按照以下顺序处理 : D7, D6...D1, D0 (P) MCU-AN Z-11 第 12 页

13 LIN-UART V1.0 第 3 章异步模式 ( 工作模式 0, 1) 工作模式 0 时, 可选择 7 位或 8 位数据长和增加奇偶校验 此外, 也可选择停止位长 (1 或 2) 工作模式 1 时, 数据长为 7 位或 8 位, 无奇偶校验但有地址 / 数据位 可选择停止位长 (1 或 2) 发送 / 接收的位长计算如下所示 : 长 = 1 + d + p + s (d = 数据位数 [7 或 8] p = 奇偶校验 [0 或 1] s = 停止位数 [1 或 2]) 奇偶校验 可指定是否增加 ( 发送时 ) 和检测 ( 接收时 ) 奇偶校验位 奇偶允许位 (SCR: PEN) 用于选择是否使用奇偶校验 ; 奇偶校验选择位 (SCR: P) 用于选择奇校验或偶校验 图 3.1-2: 允许奇偶校验时的发送数据 MCU-AN Z-10 第 13 页

14 LIN-UART V1.1 第 3 章异步模式 ( 工作模式 0, 1) 模式 0 和模式 1 的差别 模式 0 和模式 1 有两点差别 : 硬件连接和通信数据格式 硬件连接 模式 0 是正常模式 该模式具有双向通信功能 要进行双向通信, 如图 所示内接两个 CPU 图 : LIN-UART 模式 0 时的双向通信连接 工作模式 1 是多处理器模式 LIN-UART 具有在主 / 从模式下在多个 CPU 间进行通信的功能 既可做主控又可做从动 多处理器模式 ( 模式 1) 下, 通信系统由两根通用通信线连接一个主控 CPU 和数个从动 CPU 构成, 如图 所示 通信的数据格式 奇偶校验 模式 0: 模式 1: 有奇偶校验 无奇偶校验 A/D ( 地址 / 数据位 ) 模式 0: 模式 1: 图 : LIN-UART 多处理器模式通信的连接 无地址 / 数据位 双向发送数据不发送两个 CPU 的地址 / 数据位 有地址 / 数据位 多处理器模式通信由主控 CPU 发送地址数据开始 地址匹配从动 CPU 的指定地址时, 主控 CPU 与从动 CPU 通信 MCU-AN Z-11 第 14 页

15 3.1.4 异步模式的通信设置顺序 LIN-UART V1.0 第 3 章异步模式 ( 工作模式 0, 1) 异步模式下的通信需要以下顺序设置 LIN-UART 波特率生成器寄存器 1, 0 (BGR1, BGR0) 将专用波特率重载计数器设置为需求值 LIN-UART 串行模式寄存器 (SMR) MD1, MD0: 00B ( 模式 0) MD1, MD0: 01B ( 模式 1) SCKE : 1 : 使用专用波特率重载计数器 SOE : 0 : 输入外部时钟 1 : 允许发送 / 接收 0 : 仅允许接收 LIN-UART 串行控制寄存器 (SCR) TXE : 1 : 允许发送 0 : 禁止发送 RXE : 1 : 允许接收 0 : 禁止接收 AD : 1 : 地址帧 0 : 数据帧 CL : 1 : 数据长选择 8 位 0 : 数据长选择 7 位 CRE : 1 : 因错误标志清除, 发送 / 接收停止 0 : 无效 PEN : 1 : 增加 / 检测奇偶校验位 0 : 未用奇偶校验位 P : 1 : 偶校验 0 : 奇校验 SBL : 1 : 停止位长 2 0 : 停止位长 1 LIN-UART 串行状态寄存器 (SSR) BDS : 1 : MSB 优先 0 : LSB 优先 RIE : 1 : 允许接收中断 0 : 禁止接收中断 TIE : 1 : 允许发送中断 0 : 禁止发送中断 LIN-UART 扩展通信控制寄存器 (ECCR) SSM : 0 : 未使用启 / 停位 ( 正常 ) 1 : 使用启 / 停位 ( 扩展功能 ) MS : 0 : 串行时钟的发送端 ( 串行时钟输出 ) 1 : 串行时钟接收端 ( 从串行时钟的发送端输入串行时钟 ) MCU-AN Z-10 第 15 页

16 LIN-UART V1.1 第 3 章异步模式 ( 工作模式 0, 1) 3.2 异步模式下的样本代码 ( 模式 0) 样本代码介绍在工作模式 0 下如何使用 LIN-UART 并设置寄存器 /*********************************************************************** /* The MCU operates in mode0 (asynchronous mode). /* The baud rate = 9600b, MCLK = 10MHZ. ***********************************************************************/ /*********************************************************************** NAME : UART_init () FUNCTION: Initialize the LIN-UART in operation mode 0(asynchronous mode) ***********************************************************************/ void UART_init (void) BGR = 1041; // Reloadvalue = 1041 (10MHz, 9600Baud) SMR = 0x05; // enable SOT, Reset, asynchronous mode 0 SSR = 0x00; SCR = 0x13; // clear flags, no interrupt // enable transmit 注 : /*********************************************************************** NAME : UART_ readbyte () FUNCTION: receive a byte ***********************************************************************/ char UART_readbyte (void) while(!ssr_rdrf); return (RDR); // wait, until a byte is received // return the received byte /*********************************************************************** NAME : UART_ sendbyte () FUNCTION: transmit a byte ***********************************************************************/ void UART_sendbyte (char ch) while (!SSR_TDRE); // wait, until a byte is transmited TDR = ch; // transmit the byte (ch) 整体样本代码叫做工程 1 工程 1 的命名为 UART_Asynchronous MCU-AN Z-11 第 16 页

17 LIN-UART V1.0 第 4 章同步模式 ( 工作模式 2) 4 同步模式 ( 工作模式 2) 本节介绍 LIN-UART 在同步模式 ( 模式 2) 下工作时, 如何设置 LIN-UART 寄存器 4.1 同步模式下的运行 ( 工作模式 2) 发送 / 接收数据格式 同步模式下, 可发送和接收 8 位数据并选择是否包含启 / 停位 (ECCR: SSM) 包含启 / 停位 (ECCR: SSM = 1) 时, 可选择是否包含奇偶校验位 (SCR: PEN) 图 : 发送 / 接收数据格式 ( 工作模式 2) 时钟反转功能 LIN-UART 扩展状态控制寄存器 (ESCR) 的 SCES 位置 "1" 时, 串行时钟反转 若选择串行时钟的接收端,LIN-UART 在接收串行时钟的下降沿采样数据 若选择串行时钟的发送端,SCES 位置 "1" 时, 标记电平设置为 "0" 图 : 时钟反转时的发送数据格式 MCU-AN Z-10 第 17 页

18 LIN-UART V1.1 第 4 章同步模式 ( 工作模式 2) 同步模式的通信设置 同步模式下的通信需要以下设置 LIN-UART 波特率生成器寄存器 1, 0 (BGR1, BGR0) 将专用波特率重载计数器设置为要求的值 LIN-UART 串行模式寄存器 (SMR) MD1, MD0: 10B ( 模式 2) SCKE : 1 : 使用专用波特率重载计数器 SOE : 0 : 输入外部时钟 1 : 允许发送 / 接收 0 : 仅允许接收 LIN-UART 串行控制寄存器 (SCR) TXE : 1 : 允许发送 0 : 禁止发送 RXE : 1 : 允许接收 0 : 禁止接收 AD : 1 : 地址帧 0 : 数据帧 CL : 1 : 数据长选择 8 位 0 : 数据长选择 7 位 CRE : 1 : 因错误标志清除, 发送 / 接收停止 0 : 无效 PEN : 1 : 增加 / 检测奇偶校验位 0 : 未使用奇偶校验位 P : 1 : 偶校验 0 : 奇校验 SBL : 1 : 停止位长 2 0 : 停止位长 1 LIN-UART 串行状态寄存器 (SSR) BDS : 1 : MSB 优先 0 : LSB 优先 RIE : 1 : 允许接收中断 0 : 禁止接收中断 TIE : 1 : 允许发送中断 0 : 禁止发送中断 LIN-UART 扩展通信控制寄存器 (ECCR) SSM : 0 : 未使用启 / 停位 ( 正常 ) 1 : 使用启 / 停位 ( 扩展功能 ) MS : 0 : 串行时钟的发送端 ( 串行时钟输出 ) 1 : 串行时钟的接收端 ( 从串行时钟的发送端输入串行时钟 ) MCU-AN Z-11 第 18 页

19 4.2 同步模式下 ( 模式 2) 的样本代码 LIN-UART V1.0 第 4 章同步模式 ( 工作模式 2) 样本代码介绍在工作模式 2( 同步模式 ) 下如何使用 LIN-UART 并设置寄存器 /*********************************************************************** /* The MCU operates in mode2 (synchronous mode). /* The baud rate = 9600b, MCLK = 10MHZ. ***********************************************************************/ /*********************************************************************** NAME : UART_init () FUNCTION: Initialize the LIN-UART in operation mode 2(synchronous mode) ***********************************************************************/ void UART_init (void) BGR = 51; SMR = 0x87; SSR = 0x00; ECCR_SSM = 1; SCR = 0xc3; // Reloadvalue = 51 (MCLK = 500KHz, 9600Baud) // enable SOT, Reset, synchronous mode // clear flags, no interrupt //ST/STP bit // enable transmit, add parity /*********************************************************************** NAME : UART_ readbyte () FUNCTION: receive a byte ***********************************************************************/ void UART_sendbyte (char ch) while (!SSR_TDRE); // wait, until a byte is transmited TDR = ch; // transmit the byte (ch) /*********************************************************************** NAME : UART_ sendbyte () FUNCTION: transmit a byte ***********************************************************************/ char UART_readbyte_wait (void) while(!ssr_rdrf); // wait, until a byte is received return (RDR); // return the received byte 注 : 整体样本代码叫做工程 2 工程 2 命名为 UART_Synchronous MCU-AN Z-10 第 19 页

20 LIN-UART V1.1 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 5 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 本节介绍 LIN-UART 在 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 下工作时, 如何设置 LIN-UART 寄存器 5.1 LIN 总线概要 LIN 的短规格 LIN 报文帧如下图所示由报文头和报文响应构成 : 图 : LIN 报文帧 除了同步中断, 全部区都是简单的 8N1L 数据, 即 1 个启始位 8 个数据位 (LSB 优先 ) 无奇偶校验和 1 个停止位 该中断如下所示 : 图 : 同步中断区周期 图 : 同步中断区 MCU-AN Z-11 第 20 页

21 LIN-UART V1.0 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 因同步区是简单的 0x55 字节 (LSB 优先 ), 其构成为 5 个支配位和 5 个退让位 : 图 : 同步区数据格式 其他区也全部是简单的 8N1L 数据, 其内容无需硬件特殊处理 MCU-AN Z-10 第 21 页

22 LIN-UART V1.1 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 5.2 LIN- 主控的操作 LIN 主控 LIN 主控控制副总线整体 主控以 LIN 同步中断为 LIN 报文帧头, 其后跟随同步区 0x55 和标识符区 可使用 LIN-UART 的扩展状态控制寄存器 (ESCR) 的控制位 LBL0 和 LBL1 设置中断长 图 : 通信数据位 下图显示的是不同设置的时序 : * 根据主控自身的时基 图 : 时序设置 因 LIN-UART 必须在 LIN 模式 ( 模式 3) 时才可发送该中断, 扩展通信控制寄存器 (ECCR) 的 LBR 控制位必须置 1 在下一个内部串行时钟周期生成中断信号 此时 正常的 8N1L 发送被阻挡, 但同步区的 0x55 字节可在此时设置 中断后, 串行输出设置为退让电平并保持 1 个位的时间 然后, 同步区 (0x55) 启动 MCU-AN Z-11 第 22 页

23 LIN-UART V1.0 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 下图显示的是该时序 : 图 : 时序设置 因 LIN 是单线网络, 主控可回读其自身的发送 因此, 推荐在 LIN 中断检测 ( 由主控自己设置 ) 后使能接收 然后主控作为正常的 0x55 数据接收同步区并因此与协议同步 注 : 在一个完整的 LIN 报文之后, 需再次禁止接收 这样的话, 既可检测 LIN 中断又不发生帧错误 MCU-AN Z-10 第 23 页

24 LIN-UART V1.1 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 样本代码 样本代码介绍 LIN-UART 用作 LIN 主控时 (LIN 异步模式 / 模式 3), 如何设置 LIN-UART 寄存器 注 : /********************************************************************** /* The MCU operates as LIN mode (LIN-Master). /* The baud rate = 9600b, MCLK = 10MHZ. /********************************************************************** NAME : InitUart () FUNCTION: Initialize UART asynchronous LIN mode **********************************************************************/ void InitUart (void) BGR = 832; // Reloadvalue = 832 (8MHz, 9600Baud) SMR = 0xC5; // enable SOT, Reset, LIN mode SSR = 0x02; // enable reception interrupt SCR = 0x01; // enable transmit ESCR = 0x30; // set LIN break 16 bit times /********************************************************************** NAME : Start_LIN_Message () FUNCTION: initialize ESCR and LIN_State **********************************************************************/ void Start_LIN_Message (void) ESCR_LBD = 0; // clear possible LIN-Break detection ESCR_LBIE = 1; // enable LIN Break detection (for read back) ECCR = 0x40; // Generate LIN-Break /********************************************************************** NAME : interrupt void IRQ_LIN_RX () FUNCTION: transmit and receive data in interrupt function **********************************************************************/ interrupt void IRQ_LIN_RX (void) if (ESCR_LBD) // LIN Break Detection (Read back)? ESCR_LBD = 0; // Clear flag else if (SSR_RDRF) // Reception? else Rx_Data = RDR; SSR_RIE = 0; // Get reception data // Not recognized interrupt cause // disable reception interrupt 整体样本代码叫做工程 3 工程 3 命名为 UART_LIN_Master MCU-AN Z-11 第 24 页

25 LIN-UART V1.0 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 5.3 LIN 从动的操作 LIN 从动 LIN 从动连接到 LIN 副总线整体 对于 LIN 中断的反应是严格的 标识符区为响应找到指定从动 为了正确接收标识符, 各从动必须调整为 LIN 主控的波特率 因此, 从动需要测量 LIN 同步区 测量结果用于从动波特率的调整 需要注意的是仅在从动波特率与主控波特率有 ±15% 的不同时 ( 例如 : 当 RC 振荡器用作从动时钟时 ), 该测量才有必要 因为 LIN-UART 将其内部时钟同步于启始位的下降沿, 并在位时间的中间采样各位, 可允许 ±5% 的理论偏差 ( 对于 8N1 数据格式 ) 以下为 115.2kbit/s 的示例 : 图 : 8N1 数据格式 MCU-AN Z-10 第 25 页

26 LIN-UART V1.1 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 检测 LIN 同步中断 检测的阈值时间为 11 1/2 支配位 : 图 : LIN 同步中断 若允许 LIN 中断检测中断 (ESCR_LBIE = 1) 并禁止正常数据接收 (SCR_RXE = 0), 当硬件设置 ESCR_LBD 位时, 接收中断发生 需要注意的是若期待退让停止位正常, 必须禁止数据接收以防止在位时间 9 发生帧错误 ( 和附加中断 ) 即使中断未发生, 在检测到中断后必须写 0 清除 LBD 标志 MCU-AN Z-11 第 26 页

27 LIN-UART V1.0 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 波特率测量 若检测到 LIN 中断,LIN-UART 则等待同步区 在同步区内, 从第一个下降沿到第五个下降沿生成内部信号 下图是该动作的图解 : 图 : LIN 的首个下降沿 内部信号连接到 MCU 的输入捕捉单元 (ICU) 关于 ICU 和 LIN UART 的连接, 详情参照硬件手册 需将 ICU 设置为 双沿 检测 () 中断在边沿 1 发生 用户程序必须保存 ICU 计数器的实际数值 第二个中断在边沿 5 发生 实际值减去保留值后再除以 8 是新的波特率 该简单的演算并无四舍五入, 足够精确 所以计算结果可直接保存到波特率重载计数器的寄存器 不确定性有 1 个 LSB, 但始终在允许的 ±5% 的容许范围内 需要注意的是, 必须禁止与 ICU 的时钟除法器关联的 16 位 I/O 定时器, 即分频因子 1, 这样 ICU 和 UART 波特率生成器具有相同的时基 若使用其他分频因子, 计算需要做调整 需要牢记的是精确度随着分频因子的增加而下降 若使用高 MCU 时钟和低速 LIN 波特率, 定时器计数器的 16 位不足以计数 8 位, 或者使用分频因子, 或者在计算时考虑到计数器的溢出 注 : 更新波特率之后, 必须再次允许 2 位时间的正常数据接收以接收下面的 LIN 报文区 MCU-AN Z-10 第 27 页

28 LIN-UART V1.1 第 5 章 LIN 总线模式 ( 工作模式 3) 样本代码 样本代码介绍 LIN-UART 用作 LIN 从动时 (LIN 异步模式 / 模式 3), 如何设置 LIN-UART 寄存器 注 : /*********************************************************************** /* The MCU operates as LIN mode (LIN-Slave). /* The baud rate = 9600b, MCLK = 10MHZ. **********************************************************************/ /********************************************************************** NAME : InitUart () FUNCTION: Initialize the UART in asynchronous LIN mode **********************************************************************/ void InitUart(void) BGR = 1041; // Reloadvalue = 1041 (10MHz, 9600Baud) SMR = 0xC5; // enable SOT, Reset, LIN mode SSR = 0x02; // enable reception interrupt SCR = 0x01; // enable transmit ESCR = 0x80; // enable LIN break detection interrupt /********************************************************************** NAME : interrupt void IRQ_LIN_RX () FUNCTION: transmit and receive data in interrupt function **********************************************************************/ interrupt void IRQ_LIN_RX (void) if (ESCR_LBD) ESCR_LBD = 0; // LIN Break Detection (Read back)? // Clear flag else if (SSR_RDRF) // Reception? else Rx_Data = RDR; SSR_RIE = 0; // Get reception data // Not recognized interrupt cause // disable reception interrupt 整体样本代码叫做工程 4 工程 4 命名为 UART_LIN_Slave MCU-AN Z-11 第 28 页

29 LIN-UART V1.0 第 6 章附加信息 6 附加信息 关于富士通微电子更多的产品信息, 请访问以下网站 : 简体中文版 : 英文版 : MCU-AN Z-10 第 29 页

30 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 7 附录 7.1 图一览 图 : LIN-UART 框图... 6 图 : LIN-UART 工作模式... 7 图 : LIN-UART 工作模式... 7 图 : LIN-UART 寄存器一览... 8 图 : LIN-UART 连接 RS-232 总线的接口... 9 图 : LIN-UART 连接 LIN 总线的接口 图 : LIN-UART 多处理器模式通信的连接 图 : 发送 / 接收数据格式 ( 工作模式 2) 图 : 时钟反转时的发送数据格式 图 : LIN 报文帧 图 : 同步中断区周期 图 : 同步中断区 图 : 同步区数据格式 图 : 通信数据位 图 : 时序设置 图 : 时序设置 图 : 8N1 数据格式 图 : LIN 同步中断 图 : LIN 的首个下降沿 MCU-AN Z-11 第 30 页

31 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 7.2 样本代码 工程 1 名称 : UART_Asynchronous 名称 : UART_Asynchronous 功能 : LIN-UART 在异步模式 ( 模式 0) 工作时, 接收或发送字节 main.c #include "mb95200.h" /****************************************************************************** NAME : UART_init () FUNCTION: Initialize the LIN-UART in operating mode 0(asynchronous mode) ******************************************************************************/ void UART_init (void) BGR = 1041; // Reloadvalue = 1041 (10MHz, 9600Baud) SMR = 0x05; // enable SOT, Reset, asynchronous mode 0 SSR = 0x00; // clear flags, no interrupt SCR = 0x13; // enable transmission, disable reception /****************************************************************************** NAME : UART_ sendbyte () FUNCTION: transmit a byte ******************************************************************************/ void UART_sendbyte (char ch) while (! SSR_TDRE); // wait, until a byte is transmitted TDR = ch; // transmit the byte /****************************************************************************** NAME : UART_ readbyte () FUNCTION: receive a byte ******************************************************************************/ char UART_readbyte (void) MCU-AN Z-10 第 31 页

32 while (! SSR_RDRF); return (RDR); LIN-UART V1.1 第 7 章附录 // wait, until byte is received // return the received byte /****************************************************************************** NAME : main () FUNCTION: asynchronously transmit a byte or receive a byte ******************************************************************************/ void main (void) char rec_data = 0; // define a receive variable char tra_data = 2; // define a transmit variable DDR0_P00 = 1; DDR0_P05 =1; DDR0_P06 = 0; DDR0_P03 = 1; DDR0_P04 = 0; AIDRL = 0xff; PDR0_P00 = 0x00; PDR0_P05 = 0x01; //P00 output //P05 output //P06 input //P03 output //P04 input //Port input enabled UART_init (); //initialize LIN-UART while (1) UART_sendbyte (tra_data); //transmit a byte rec_data = UART_readbyte (); //receive a byte asm("\tnop"); asm("\tnop"); MCU-AN Z-11 第 32 页

33 7.2.2 工程 2 名称 : UART_Synchronous LIN-UART V1.0 第 7 章附录 名称 : UART_Synchronous 功能 : LIN-UART 在同步模式 ( 模式 2) 工作时, 发送或接收字节 main.c #include "mb95200.h" /****************************************************************************** NAME : UART_init () FUNCTION: Initialize the LIN-UART in operating mode 2(synchronous mode) ******************************************************************************/ void UART_init (void) BGR = 51; // Reloadvalue = 51 (500 KHz, 9600 Baud) SMR = 0x87; // enable SOT, Reset, synchronous mode SSR = 0x00; // clear flags, no interrupt ECCR_SSM = 1; // have ST/STP bit SCR = 0xc3; // enable transmit, Odd parity /****************************************************************************** NAME : UART_ readbyte () FUNCTION: received a byte ******************************************************************************/ char UART_readbyte (void) while (! SSR_RDRF); // wait until a byte is received return (RDR); // return the received byte /****************************************************************************** NAME : UART_ sendbyte () FUNCTION: transmit a byte ******************************************************************************/ void UART_sendbyte (char ch) MCU-AN Z-10 第 33 页

34 while (! SSR_TDRE); TDR = ch; //transmit data LIN-UART V1.1 第 7 章附录 /****************************************************************************** NAME : main () FUNCTION: synchronously transmit a byte or receive a byte ******************************************************************************/ void main (void) unsigned char rec_data = 0; DDR0_P00 = 1; //P00 output DDR0_P05 = 1; //P05 output DDR0_P06 = 0; //P06 input DDR0_P03 = 1; //P03 output DDR0_P04 = 0; //P04 input AIDRL = 0xff; //Port input enabled PDR0_P00 = 0x00; PDR0_P05 = 0x01; UART_init (); while (1) asm("\tnop"); UART_sendbyte(0xaa); rec_data = UART_readbyte (); asm("\tnop"); asm("\tnop"); MCU-AN Z-11 第 34 页

35 7.2.3 工程 3 名称 : UART_LIN_Master LIN-UART V1.0 第 7 章附录 名称 功能 : : UART_LIN_Master LIN-UART 在 LIN 模式下用作主控时接收或发送数据 main.c #include "mb95200.h" #define DATALENGTH 8 #define SLAVESEND 0x7D #define MASTERSEND 0xFE volatile unsigned char LIN_State, Rx_Error, Rx_Data, Master_Send; volatile unsigned char LIN_Header, LIN_Count, LIN_Checksum; volatile unsigned char LIN_Data[DATALENGTH]; volatile unsigned char counter; /****************************************************************************** NAME : InitUart () FUNCTION: Initialize UART in asynchronous LIN mode ******************************************************************************/ void InitUart3(void) BGR = 832; // Reloadvalue = 832 (8MHz, 9600Baud) SMR = 0xC5; // enable SOT, Reset, LIN mode SSR = 0x02; // enable reception interrupt SCR = 0x01; // enable transmission ESCR = 0x30; // set LIN break 16 bit times /****************************************************************************** NAME : wait () FUNCTION: delay time ******************************************************************************/ void wait(unsigned long j) MCU-AN Z-10 第 35 页

36 while(j--) asm("\tnop"); WDTC=0x35; LIN-UART V1.1 第 7 章附录 //Clear watch dog timer /****************************************************************************** NAME : Start_LIN_Message () FUNCTION: initialize ESCR and LIN_State ******************************************************************************/ void Start_LIN_Message(void) ESCR_LBD = 0; // clear possible LIN-Break detection ESCR_LBIE = 1; // enable LIN Break detection (for read back) ECCR = 0x40; // Generate LIN-Break LIN_State = 1; /****************************************************************************** NAME : main() FUNCTION: main loop, Initialize I/O port and the main function attempter work ******************************************************************************/ void main(void) SYCC=0x00; //MCLK = source clock = 8Mhz (Main CR) InitUart3(); LIN_Data[0] = 0x00; LIN_Data[1] = 0xAA; LIN_Data[2] = 0xED; LIN_Data[3] = 0x77; LIN_Data[4] = 0xDD; LIN_Data[5] = 0x11; // LIN data sent by master task MCU-AN Z-11 第 36 页

37 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 LIN_Data[6] = 0x88; LIN_Data[7] = 0x00; PDR0 = 0xFF; // Port 0: DDR0 = 0x2C; //SCK Lin transceiver enable (P02); SOT output (P03); SIN input (P04) AIDRL = 0xFC; LIN_State = 0; Rx_Error = 0; // Set waiting counter = 0; WDTC=0x35; //Clear watch dog timer InitIrqLevels(); EI(); set_il(3); // initialize Interrupt level register and IRQ vector table // global interrupt enable // set global interrupt mask to allow all IRQ levels while (!Rx_Error) wait(10000); LIN_Header = MASTERSEND; Master_Send = 1; Start_LIN_Message(); // Master transmits data to slave if (!Rx_Error) wait(10000); LIN_Header = SLAVESEND; Master_Send = 0; Start_LIN_Message(); // Master wants data from slave if (++counter == 10) counter = 0; PDR0=PDR0^0x20; WDTC=0x35; //toggle LED2 //Clear watch dog timer MCU-AN Z-10 第 37 页

38 while(1) wait(30000); PDR0=PDR0&0xDF; wait(10000); WDTC=0x35; LIN-UART V1.1 第 7 章附录 //LED2 on //Clear watch dog timer /****************************************************************************** NAME : interrupt void IRQ_LIN_RX () FUNCTION: transmit and receive data in interrupt function ******************************************************************************/ interrupt void IRQ_LIN_RX (void) if (ESCR_LBD) // LIN Break Detection (Read back)? ESCR_LBD = 0; // Clear flag if (LIN_State == 1) SCR_RXE = 1; RDR = 0x55; LIN_State = 2; LIN_Checksum = 0; // Enable reception // Send synch field else Rx_Error = 1; // Unexpected reception of break else if (SSR_RDRF) Rx_Data = RDR; // Reception? // Get receive data if (SSR_ORE SSR_FRE) // Reception errors? MCU-AN Z-11 第 38 页

39 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 Rx_Error = 2; else if (LIN_State == 2) if (Rx_Data!= 0x55) Rx_Error = 3; // Synch field read back? else RDR = LIN_Header; LIN_State = 3; // Send LIN_Header else if (LIN_State == 3) if (Rx_Data!= LIN_Header) Rx_Error = 4; // Header read back? else if (Master_Send) // Master wants to send? RDR = LIN_Data[LIN_Count]; // Send LIN Data LIN_Checksum = LIN_Data[LIN_Count]; LIN_State = 4; else if (LIN_State == 4) // LIN Data read back / Slave Data MCU-AN Z-10 第 39 页

40 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 if (Master_Send) // Master sent data? if (Rx_Data!= LIN_Data[LIN_Count]) Rx_Error = 5; LIN_Count++; if (LIN_Count == DATALENGTH) // End of message reached? LIN_Count = 0; LIN_State = 5; LIN_Checksum = LIN_Checksum ^ 0xFF; RDR = LIN_Checksum; else RDR = LIN_Data[LIN_Count]; // Send next LIN Data LIN_Checksum = LIN_Checksum + LIN_Data[LIN_Count]; else // Receive Data from Slave LIN_Data[LIN_Count] = Rx_Data; LIN_Checksum = LIN_Checksum + Rx_Data; LIN_Count++; if (LIN_Count == DATALENGTH) // End of message reached? LIN_Count = 0; LIN_State = 5; LIN_Checksum = LIN_Checksum ^ 0xFF; MCU-AN Z-11 第 40 页

41 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 else if (LIN_State == 5) // LIN Checksum read back / Slave Checksum if (Rx_Data!= LIN_Checksum) Rx_Error = 6; SCR_RXE = 0; LIN_State = 0; else Rx_Error = 7; SSR_RIE = 0; // Not recognized interrupt cause // disable reception interrupt MCU-AN Z-10 第 41 页

42 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 vectors.c #include "mb95200.h" void InitIrqLevels(void) ILR1 = 0x3f; // IRQ4: UART/SIO ch0 // IRQ5: 8/16-bit timer ch0 (lower) // IRQ6: 8/16-bit timer ch0 (upper) // IRQ7: LIN-UART (reception) interrupt void IRQ_LIN_RX (void); interrupt void DefaultIRQHandler (void); #pragma intvect IRQ_LIN_RX 7 // IRQ7: LIN-UART (reception) interrupt void DefaultIRQHandler (void) DI(); while(1) wait_nop(); // disable interrupts // halt system MCU-AN Z-11 第 42 页

43 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 工程 4 名称 : UART_LIN_Slave 名称 : UART_LIN_Slave 功能 : LIN-UART 在 LIN 模式下用作从动时接收或发送数据 main.c #include "mb95200.h" #define DATALENGTH 8 #define SLAVESEND 0x7D #define MASTERSEND 0xFE //bb 0x7D //aa 0xFE unsigned int temp; unsigned char cnt; volatile unsigned char LIN_State, Rx_Error, Rx_Data, Master_Send; volatile unsigned char LIN_Header, LIN_Count, LIN_Checksum; volatile unsigned char LIN_Data[DATALENGTH]; volatile unsigned char ICU_State; volatile unsigned char counter; /****************************************************************************** NAME : InitUart () FUNCTION: Initialize UART asynchronous LIN mode ******************************************************************************/ void InitUart(void) BGR = 832; // Reload value = 832 (8MHz, 9600Baud) SMR = 0xC5; // enable SOT, Reset, LIN mode SSR = 0x02; // enable reception interrupt SCR = 0x01; // enable transmit ESCR = 0x80; // enable LIN break detection interrupt /****************************************************************************** NAME : InitCompTimer () MCU-AN Z-10 第 43 页

44 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 FUNCTION: Initialize timer register ******************************************************************************/ void InitCompTimer(void) TMCR0 = 0x30; T00CR0 = 0x0F; T00CR1 = 0xA0; ICU_State = 0; // State flag /****************************************************************************** NAME : wait () FUNCTION: delay time ******************************************************************************/ void wait(unsigned long j) while(j--) asm("\tnop"); WDTC=0x35; //Clear watch dog timer /****************************************************************************** NAME : main() FUNCTION: main loop, Initialize I/O port and the main function attemper work ******************************************************************************/ void main(void) SYCC=0x00; //MCLK = source clock = 8Mhz (Main CR) InitUart(); InitCompTimer(); PDR0 = 0xFF; // Port 0: DDR0 = 0x2C; //SCK Lin transceiver enable (P02); SOT output (P03); SIN input (P04) MCU-AN Z-11 第 44 页

45 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 AIDRL = 0xFC; PDR6_P63=1; DDR6_P63=1; WDTC=0x35; //LED4 off //output //Clear watch dog timer InitIrqLevels(); EI(); set_il(3); // initialize Interrupt level register and IRQ vector table // global interrupt enable // set global interrupt mask to allow all IRQ levels Rx_Error = 0; LIN_State = 1; counter = 0; while (!Rx_Error) asm("\tnop"); WDTC=0x35; //Clear watch dog timer while(1) wait(30000); PDR0=PDR0&0xDF; wait(10000); // show error code on 7-seg display //LED2 on /****************************************************************************** NAME : interrupt void IRQ_LIN_RX () FUNCTION: transmit or receive data and deal with in interrupt function ******************************************************************************/ interrupt void IRQ_LIN_RX(void) if (ESCR_LBD) // LIN Break Detection? MCU-AN Z-10 第 45 页

46 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 ESCR = 0x80; // Clear flag if (LIN_State == 1) SCR = 0x03; LIN_State = 2; LIN_Checksum = 0; LIN_Count = 0; // Enable reception & transmission // ready to receive synch field T00CR1 = 0xA0; // Clear possible ICU-IRQ if (++counter == 10) counter = 0; PDR6=PDR6^0x08; //toggle LED4 else Rx_Error = 1; // Unexpected reception of break else if (SSR_RDRF) Rx_Data = RDR; // Reception? // Get reception data if (SSR_ORE SSR_FRE) Rx_Error = 2; // Reception errors? else if (LIN_State == 2) T00CR1 = 0x00; // Synch field read? // disable Capture-IRQ if (Rx_Data!= 0x55) Rx_Error = 3; MCU-AN Z-11 第 46 页

47 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 else LIN_State = 3; // ready to receive header else if (LIN_State == 3) LIN_Header = Rx_Data; // Header read? if (LIN_Header == SLAVESEND) RDR = LIN_Data[LIN_Count]; LIN_Count++; // Send LIN Data LIN_State = 4; else if (LIN_State == 4) // LIN Data read / write if (LIN_Header == MASTERSEND) // Master sent data? LIN_Checksum = LIN_Checksum + Rx_Data; LIN_Data[LIN_Count] = Rx_Data; LIN_Count++; if (LIN_Count == DATALENGTH) // End of message reached? LIN_Count = 0; LIN_State = 5; LIN_Checksum = LIN_Checksum ^ 0xFF; else MCU-AN Z-10 第 47 页

48 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 LIN_Checksum = LIN_Checksum + LIN_Data[LIN_Count]; RDR = LIN_Data[LIN_Count]; // Send next LIN Data LIN_Count++; if (LIN_Count == DATALENGTH) // End of message reached? LIN_Count = 0; LIN_State = 5; LIN_Checksum = LIN_Checksum ^ 0xFF; else if (LIN_State == 5) if (LIN_Header == MASTERSEND) if (Rx_Data!= LIN_Checksum) Rx_Error = 4; // LIN Checksum read / write // Master sent data? else RDR = LIN_Checksum; // Send Checksum SCR_RXE = 0; LIN_State = 1; // disable reception wait for LIN break // (new message) else // Not recognized interrupt cause MCU-AN Z-11 第 48 页

49 LIN-UART V1.0 第 7 章附录 Rx_Error = 5; SSR_RIE = 0; // disable reception interrupt /****************************************************************************** NAME : interrupt void IRQ_CompTimer () FUNCTION: use timer change flag bit ******************************************************************************/ interrupt void IRQ_CompTimer(void) if (ICU_State == 0) // Rising edge detected? ICU_State = 1; else // Falling edge (last edge) detected! ICU_State = 0; temp=t0dr >> 3; BGR = temp; if(cnt<250) cnt++; if (T00CR1_IF) Rx_Error = 6; T00CR1 = 0xA0; // clear flag MCU-AN Z-10 第 49 页

50 LIN-UART V1.1 第 7 章附录 vectors.c #include "mb95200.h" void InitIrqLevels(void) ILR1 = 0x73; // IRQ4: UART/SIO ch0 // IRQ5: 8/16-bit timer ch0 (lower) // IRQ6: 8/16-bit timer ch0 (upper) // IRQ7: LIN-UART (reception) interrupt void DefaultIRQHandler (void); interrupt void IRQ_LIN_RX(void); interrupt void IRQ_CompTimer(void); #pragma intvect IRQ_CompTimer 5 #pragma intvect IRQ_LIN_RX 7 // IRQ5: 8/16-bit timer ch0 (lower) // IRQ7: LIN-UART (reception) interrupt void DefaultIRQHandler (void) DI(); while(1) wait_nop(); // disable interrupts // halt system MCU-AN Z-11 第 50 页