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LIN-Bus-Integration mit Arduino, Raspberry Pi und STM32 | STAR ELECTRONICS

LIN-Bus-Integration mit Arduino, Raspberry Pi und STM32: 3 praktische Anleitungen für den Einstieg

Arduino

1. Verwendung des LIN-Busses mit Arduino: Anschluss, Bibliotheken und Code-Beispiel

Was Sie benötigen:

  • Arduino Uno oder Nano

  • LIN-Transceiver (z. B. MCP2004)

  • Externe 12-V-Stromversorgung (für LIN-Leitung)

  • Pull-up-Widerstand (1 kΩ empfohlen)

  • Breadboard und Jumper-Kabel

LIN-Bus-Anschlussdiagramm:

  • Arduino TX → TXD-Pin auf MCP2004

  • Arduino RX → RXD-Pin auf MCP2004

  • MCP2004 LIN-Pin → LIN-Leitung

  • MCP2004 Vbat → 12-V-Stromversorgung

  • GND gemeinsam für alle Komponenten

Empfohlene Bibliothek:

Wenn Sie mit Uno/Nano arbeiten, können Sie eine Software-UART-Implementierung wie AltSoftSerial verwenden.

C++

#include <AltSoftSerial.h>

AltSoftSerial linSerial;

 

void setup() {

linSerial.begin(19200); // typische LIN-Baudrate

Serial.begin(9600);

Serial.println(„LIN-Bus-Test gestartet“);

}

 

void loop() {

linSerial.write(0x55); // Sync Byte

linSerial.write(0x12); // Identifier

linSerial.write(0x34); // Example data

delay(100);

}

Hinweis: Arduino unterstützt LIN nicht nativ, daher emulieren Sie das Protokoll. Dies ist gut zum Lernen, aber nicht für den Einsatz in der Produktion geeignet.

Raspberry Pi

2. Implementierung des LIN-Busses auf dem Raspberry Pi: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Was Sie benötigen:

  • Raspberry Pi 3 oder 4 (mit aktiviertem UART)

  • MCP2004-Transceiver

  • Externe 12-V-Stromquelle

  • Pegelwandler (3,3 V bis 5 V für sichere Kommunikation)

Hinweise zur Verkabelung:

  • Verwenden Sie GPIO14 (TXD) und GPIO15 (RXD) für UART

  • MCP2004-Anschluss ähnlich wie bei Arduino

  • Verwenden Sie einen Logikpegelwandler, um den GPIO des Pi vor 5-V-Signalen zu schützen

UART aktivieren:

Shell

sudo raspi-config

# Serielle Hardware aktivieren, serielle Konsole deaktivieren

Weitere Zeilen anzeigen

Beispiel mit Python und pySerial:

Python

import serial

import time

 

ser = serial.Serial(„/dev/serial0“, 19200)

while True:

ser.write(bytes([0x55, 0x12, 0x34]))

time.sleep(0.1)

Tipp: Verwenden Sie einen Logikanalysator, um den LIN-Frame zu visualisieren und das Timing zu überprüfen.

STM32

3. LIN-Bus auf STM32: So konfigurieren Sie Ihren Mikrocontroller für die Kommunikation

Was Sie benötigen:

  • STM32-Entwicklungsboard (z. B. STM32F103 Blue Pill)

  • MCP2004 LIN-Transceiver

  • STM32CubeMX + HAL-Treiber

  • ST-Link-Programmiergerät

Konfigurationsschritte:

  1. Öffnen Sie STM32CubeMX

  2. Aktivieren Sie USART1 oder USART2 im asynchronen Modus

  3. Stellen Sie die Baudrate auf 19200 ein

  4. Generieren Sie Code und öffnen Sie ihn in STM32CubeIDE

Beispiel-Codeausschnitt:

C

uint8_t lin_frame[] = {0x55, 0x12, 0x34};

HAL_UART_Transmit(&huart1, lin_frame, sizeof(lin_frame), HAL_MAX_DELAY);

Weitere Zeilen anzeigen

Zusätzliche Hinweise:

  • STM32 bietet über seine USART-Funktionen eine bessere LIN-Kompatibilität

  • Sie können LIN-Zeitpläne und Slave-Antworten mithilfe von Interrupt-Handlern implementieren

Abschließende Gedanken

Diese drei Anleitungen bieten eine praktische Grundlage, um den LIN-Bus auf den gängigsten Entwicklungsboards zu erkunden. Ganz gleich, ob Sie mit Arduino Prototypen entwickeln, mit Raspberry Pi Tools erstellen oder eingebettete Systeme mit STM32 einsetzen – STAR ELECTRONICS unterstützt Sie auf Ihrem Weg mit kompatiblen Komponenten, Transceivern und Tutorials.

 

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Glossar

Begriff   

Definition

LIN (Local Interconnect Network)

Serielles Kommunikationsprotokoll, das in Automobilsystemen verwendet wird.

MCP2004

LIN-Transceiver-IC, der zur Verbindung von Mikrocontrollern mit dem LIN-Bus verwendet wird.

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

Serielles Kommunikationsprotokoll, das in Mikrocontrollern verwendet wird

AltSoftSerial

Arduino-Bibliothek für softwarebasierte serielle Kommunikation

GPIO (General Purpose Input/Output)

Konfigurierbare Pins auf Mikrocontrollern oder SBCs

Pegelwandler

Schaltung zur sicheren Umwandlung von Spannungspegeln zwischen Geräten

STM32CubeMX / STM32CubeIDE

Konfigurations- und Entwicklungstools für STM32-Mikrocontroller

HAL (Hardware Abstraction Layer)

STM32-Softwareebene für die Peripheriesteuerung

LIN-Frame

Strukturiertes Datenpaket, das in der LIN-Kommunikation verwendet wird

Logikanalysator

Tool zur Visualisierung und Fehlerbehebung bei digitalen Signalen

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