67.6.7. UART LIN从机波特率自适应示例

67.6.7.1. 概述

本示例展示了如何使用UART外设和PLB外设实现LIN从机的波特率自适应功能。主要演示:

  • 使用PLB检测LIN总线波特率

  • LIN从机根据检测结果自动调整波特率

  • LIN从机接收主机发送的数据

  • LIN从机响应主机的数据请求

67.6.7.2. 工作原理

本示例实现了以下功能:

  1. 波特率自适应:

    • 使用PLB测量LIN break和同步字段的时序

    • 计算实际的波特率

    • 动态调整UART波特率以匹配主机

  2. 接收主机数据:

    • 接收LIN帧(ID: 0x31,数据:0x0-0x7)

    • 校验数据正确性

  3. 响应主机请求:

    • 发送LIN帧(ID: 0x30,数据:0x7-0x0)

    • 使用增强型校验和

67.6.7.3. 工作流程

  1. 初始化流程:

    1. PLB初始化:

      • 配置PLB通道用于时序测量

      • 配置DMA用于数据采集

      • 设置波特率容差和过滤参数

    2. UART初始化:

      • 配置初始波特率(19200)

      • 使能line status中断检测break信号

      • 配置帧格式为8位数据位,无校验位

  2. 波特率检测流程:

    1. Break和同步字段检测:

      • PLB捕获LIN总线信号

      • 测量break和同步字段的时序

      • 计算实际波特率

    2. 波特率调整:

      • 验证计算得到的波特率是否在支持范围内

      • 动态更新UART波特率配置

      • 准备接收PID

  3. 数据处理流程:

    1. 接收数据(ID: 0x31):

      • 配置RX FIFO触发等级大于剩余数据帧长度

      • 使能RX超时中断

      • 在中断中接收和校验数据

    2. 发送数据(ID: 0x30):

      • 准备发送数据(0x7-0x0)

      • 使能TX FIFO中断

      • 在中断中确认数据发送完成

  4. 中断处理流程:

    1. DMA中断:

      • 处理PLB采集的数据

      • 计算波特率并更新UART配置

    2. UART RX数据中断:

      • 接收PID并校验

      • 配置后续操作

    3. UART TX FIFO中断:

      • 检测发送数据完成

      • 注意:uart_intr_tx_slot_avail中断发生时尚有最后一个字节数据在发送FIFO中,可以添加状态查询或者依据版本使用新特性TXIDLE中断

    4. UART RX超时中断:

      • 接收完整数据帧

      • 校验数据正确性

      • 关闭RX超时中断

      • 注意:RX timeout方式需要数据帧之间间隔大于等于4个UART字节的传输时间

67.6.7.4. 注意事项

  1. 不支持从机自动休眠,无需主机唤醒

  2. 波特率检测需要额外的硬件连接(UART_RX到PLB输入)

  3. 波特率调整有一定的容差范围(默认±5%)

67.6.7.5. 使用说明

67.6.7.5.1. 硬件要求

  • 开发板一块

  • USB转LIN调试器一个

  • LIN收发器(如果开发板未集成)

67.6.7.5.2. 硬件设置

根据开发板类型选择相应的连接方式:

  1. 带板载LIN收发器的开发板:

    • 将USB转LIN调试器的LIN信号线连接到开发板的LIN信号引脚

    • 连接GND

    • 将UART_RX引脚与PLB LIN时钟检测引脚相连

  2. 不带板载LIN收发器的开发板:

    • 将开发板的UART TX和RX引脚连接到LIN收发器的MCU端

    • 将USB转LIN调试器连接到LIN收发器的LIN总线端

    • 连接GND

    • 将UART_RX引脚与PLB LIN时钟检测引脚相连

具体引脚连接请参考开发板 引脚描述 部分。

67.6.7.5.3. 运行步骤

  1. 配置USB转LIN调试器:

    • 选择正确的串口和初始波特率(可以是任意支持的波特率)

    • 点击”设置到调试器”按钮

    ../../../../../_images/lin_debugger_configuration.png
  2. 配置主机发送功能和主机接收功能:

    • 设置发送ID为0x31,配置发送数据为:0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7和增强型校验和

    • 设置接收ID为0x30

    • 勾选使能选项

    • 点击”配置到调试器”按钮

    ../../../../../_images/lin_debugger_master_sent_config.png
  3. 编译下载程序到开发板并运行

  4. 可以尝试调整USB转LIN调试器的波特率,验证自适应功能

67.6.7.6. 运行现象

  1. 串口终端输出信息:

    Test uart lin slave baudrate adaptive example
    uart lin receive ID: 0x31
    uart receive 8 data:
    0x0 0x1 0x2 0x3 0x4 0x5 0x6 0x7
    uart lin receive ID: 0x30
    uart send 8 data:
    0x7 0x6 0x5 0x4 0x3 0x2 0x1 0x0
    
  2. USB转LIN调试器显示通信数据:

    ../../../../../_images/lin_debugger_master_result.png

67.6.7.7. 调试建议

  1. 硬件连接检查

  2. 使用逻辑分析仪观察LIN总线信号,确认break、sync、数据段和检验和的信号波形是否正确

  3. 检查中断是否按照预期产生,PLB的中断和计算出的波特率以及UART的中断是否正确