📚 课程目录第4章 LIN从节点发布帧数据更新机制

4. LIN从节点发布帧数据更新机制

任务说明

本案例实现LIN从节点主动发起唤醒请求：当从节点检测到本地唤醒条件（如按键按下）时，在LIN总线上发送符合规范的唤醒脉冲（250μs～5ms低电平），随后进入总线活动监听状态，等待主节点发送同步间隔场作为唤醒响应。若在指定超时时间内未收到主节点响应，则重新发送唤醒脉冲。

硬件连接与信号定义

代码实现


```c
/*
 * LIN从节点唤醒请求发送 (ATmega328P, 16MHz)
 * 功能：检测到本地唤醒条件后，发送唤醒脉冲并等待主节点响应
 * 引脚：PD0(RXD) - LIN收发器RXD输出
 *       PD1(TXD) - LIN收发器TXD输入
 *       PC0(KEY) - 唤醒按键输入(按下为低电平)
 */
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>

#define TXD_PIN   PD1
#define RXD_PIN   PD0
#define KEY_PIN   PC0

#define WAKE_RETRY_MAX   3       // 最大重试次数
#define WAKE_TIMEOUT_MS  150     // 等待主节点响应超时(ms)

volatile uint8_t wake_retry_count = 0;
volatile uint8_t wake_success = 0;

// 发送唤醒脉冲：拉低TXD 1ms (符合250μs~5ms规范)
void send_wake_pulse(void) {
    PORTD |= (1 << TXD_PIN);    // TXD置高 → LIN总线隐性(空闲)
    _delay_us(100);              // 确保总线空闲
    
    PORTD &= ~(1 << TXD_PIN);   // TXD拉低 → LIN总线显性(唤醒脉冲)
    _delay_ms(1);                // 脉冲宽度1ms
    
    PORTD |= (1 << TXD_PIN);    // 释放总线，回到隐性
}

// 检测主节点响应：等待同步间隔场(总线低电平≥13位时)
uint8_t wait_for_master_response(uint16_t timeout_ms) {
    uint16_t elapsed = 0;
    uint8_t low_count = 0;
    
    while (elapsed < timeout_ms) {
        // 检测RXD引脚低电平(总线显性)
        if (!(PIND & (1 << RXD_PIN))) {
            low_count++;
            if (low_count > 20) {  // 连续低电平约>200μs，判定为同步间隔场
                return 1;          // 主节点已响应
            }
        } else {
            low_count = 0;
        }
        _delay_ms(1);
        elapsed++;
    }
    return 0;  // 超时无响应
}

// 初始化GPIO
void gpio_init(void) {
    // TXD (PD1) 输出
    DDRD |= (1 << TXD_PIN);
    PORTD |= (1 << TXD_PIN);   // 默认高电平(隐性)
    
    // RXD (PD0) 输入
    DDRD &= ~(1 << RXD_PIN);
    PORTD |= (1 << RXD_PIN);   // 上拉使能
    
    // KEY (PC0) 输入，上拉
    DDRC &= ~(1 << KEY_PIN);
    PORTC |= (1 << KEY_PIN);
}

// 主函数：唤醒请求流程
int main(void) {
    gpio_init();
    
    while (1) {
        // 检测本地唤醒条件(按键按下)
        if (!(PINC & (1 << KEY_PIN))) {
            _delay_ms(50);  // 按键消抖
            
            if (!(PINC & (1 << KEY_PIN))) {
                // 按键确认按下，开始唤醒流程
                wake_retry_count = 0;
                wake_success = 0;
                
                while (wake_retry_count < WAKE_RETRY_MAX && !wake_success) {
                    send_wake_pulse();   // 发送唤醒脉冲
                    
                    // 等待主节点响应(同步间隔场)
                    if (wait_for_master_response(WAKE_TIMEOUT_MS)) {
                        wake_success = 1;
                        // 唤醒成功，进入正常通信模式
                        // (此处可添加后续LIN通信处理)
                    } else {
                        wake_retry_count++;
                    }
                }
                
                // 等待按键释放，避免重复触发
                while (!(PINC & (1 << KEY_PIN))) {
                    _delay_ms(10);
                }
            }
        }
    }
}
```

编译与烧录


```bash
# 编译 (使用avr-gcc)
avr-gcc -mmcu=atmega328p -DF_CPU=16000000UL -Os -o wake_slave.elf wake_slave.c
avr-objcopy -O ihex -R .eeprom wake_slave.elf wake_slave.hex

# 烧录 (使用avrdude)
avrdude -c usbasp -p m328p -U flash:w:wake_slave.hex
```

验证方法

测试步骤：

将从节点通过LIN收发器接入总线，主节点处于休眠状态（总线隐性）。
按下从节点上的唤醒按键（KEY），触发本地唤醒条件。
使用示波器探头连接LIN总线，观察波形：应看到约1ms的低电平脉冲（唤醒脉冲），随后总线回到隐性高电平。
主节点检测到唤醒脉冲后，应在150ms内发送同步间隔场（总线低电平持续≥13位时间）。
观察从节点RXD引脚，应检测到主节点的同步间隔场，wake_success置1。

判定标准：

示波器捕获到宽度为1ms±0.5ms的低电平唤醒脉冲，符合LIN规范250μs～5ms要求。
主节点在收到唤醒脉冲后发出同步间隔场，从节点成功识别并退出唤醒等待状态。
若主节点无响应（如断开主节点），从节点在150ms超时后自动重发唤醒脉冲，最多重试3次。

预期输出：按键按下后，总线波形依次出现：1ms低电平唤醒脉冲 → 总线空闲 → 主节点同步间隔场（低电平约13位时间）→ 后续同步场和数据场。若主节点离线，则从节点每隔150ms重复发送唤醒脉冲，共3次后停止。