LIN译码后使用MID和VLOOKUP函数计算电压设定值变化曲线

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一、基础概念：数据传输位序

当我们处理LIN数据时，通常最好查看二进制数据，因为LIN格式采用最低有效位（LSB）位序：

最低有效位（LSB）是对应最低潜在值的位（即它的值为0或1），而最高有效位（MSB）是对应最高潜在值的位（例如在无符号字节中为255或FF）。

数据传输时的位序决定了如何正确解析数值：

LSB优先模式（LIN协议采用）：从权重最小的位开始传输，接收方需要从左到右读取数据（递增位）

MSB优先模式（如CAN协议）：从权重最大的位开始传输，接收方需要从右到左读取数据（递减位）

例如：用Windows计算器将 1F 转换为二进制，结果为 00011111。在MSB优先模式下，首先读取的是第 7 位，值为 0；而 LSB首先读取第 0 位，值为 1。为了符合 LIN的协议格式，我们就必须将顺序反转，变为 11111000。

如果没有正确调整位序，那在处理 LSB 优先的二进制数据时，计算出的十六进制值可能会不正确。因此，当二进制数据被传输时，了解其是以递增位，还是递减位到达非常重要。

不过好在，PicoScope7的LIN总线串行译码功能会自动将二进制位置安排为LSB，因此无需额外操作。使用串行译码表中的导出功能，即可将数据导入 Excel 中进行下一步操作。

图1 导出串行译码的数据

二、计算电压设定值变化曲线

将导出的数据以 CSV 格式打开，你应该会看到类似于如图2的内容。在此示例中，我只导出了一个缓冲区，但导出所有缓冲区会更有意义，这样可以提供更多可用数据。

图2 以CSV格式导出译码数据

第一步：筛选

点击顶部工具栏中的“数据”，然后选择“筛选”。这将在每个列标题旁添加一个下拉菜单，你可以根据下拉菜单中的选项快速排序数据。

我们目前只对带有电压设定值的帧感兴趣，这些帧位于8字节数据字段的起始位置。点击受保护标识符列中的下拉箭头（protected identifier），然后选择包含这 8 个字节数据的ID，来筛选出这些特定的帧。这将只剩下与该 ID 相关的数据，意味着我们可以专注于整个缓冲区中的电压设定值，可以在Excel中使用公式来操作数据。

注：这里我们要筛选的是Rx(接收）帧，对应的受保护标识符为E9（十六进制），用Windows计算器将转换为二进制后应为：11101001。基于LIN格式采用的LSB优先模式进行顺序调整，得到10010111。因此，我们先筛选出受保护标识符位10010111的帧。

图3 筛选出带有电压设定值的帧

第二步：剥离出电压设定值数据

正如我们所知，数据字段中的前6位是用来确定电压设定值的。为了将它们从其余数据中剥离出来，我们将使用 MID 函数。

图4 输入=MID函数

该函数将根据从左起的起始位置和之后的字符数，从单元格中返回字符。例如我们想得到数据（Data）中的前6位，我们就需从左边第1位开始，从左往右返回6个字符。我们就需要输入公式：

=MID(I2, 1, 6)

I2：数据所在的单元格为第i列第2行

1：从左边第1个数字开始

6：返回6个字符

图5 使用MID函数剥离前6位数据

我们就能得到101010的结果，拖动这个单元格以自动填充其余单元格。

注：这一步骤也可使用LEFT函数/分列功能实现，能完整剥离前6位数字即可

第三步：导出电压设定值参考表

接下来，我们需要将AR6000文档中的第24页的表格，复制到 Excel中。

创建一个新工作表，并将表格放入其中，并将格式调整为两列：一列为二进制代码（code），一列为对应的设定值，一一对应。

注意，Excel不喜欢前导零。因此，我们必须将二进制代码开头的0删掉，否则VLOOKUP 函数将无法找到匹配项。

例如：000001，需修改为0；001011，需修改为1011；100000，则保持为100000

图6 导出电压设定值参考表

第四步：使用VLOOKUP函数进行转换

表格完成后，我们现在可以使用 VLOOKUP 函数将我们的 6 位二进制转换为可用的数值。

需要指出的是，Excel不喜欢查找由公式生成的值，因为从技术上讲，单元格的值是=MID(I2, 1, 6)。为了让 Excel 查看该值，我们必须在查找公式中插入 Value 函数。

图7 使用VLOOKUP函数进行转换

然后，我们需要告知 Excel 数据的位置，以便找到我们所选单元格中的值，并返回表格中的对应值。我们的公式应为：

=VLOOKUP(VALUE(O2)，‘Voltage Set Point table’!B2:C65，2)

VALUE(O2)：即剥离出的前6位数据，所在的单元格，是我们要查找的内容

‘Voltage Set Point table’!B2:C65：即电压设定值参考表中的两列数据

2：返回第二列的值

这里我们要求 Excel 取单元格O2 中的值，并在“Voltage Set Point table”工作表的 B2 到 C65 单元格范围内进行查找。如果找到匹配值，则返回第 2 列中的值。但我们不能像之前的公式那样直接拖动填充，因为这会改变对照表的单元格范围。为此，我们必须在表格范围前插入$符号，使其变为：

=VLOOKUP(VALUE(O2)，‘Voltage Set Point table’!$B$2C$65，2)

这意味着，当我们向其余行拖动填充时，要查找的单元格编号会变化，但要对照表范围不会变化。

图7 VLOOKUP函数返回的数值

现在，我们已经完整列出了该缓冲区的电压设定值。当然，你也可以将这MID和VLOOKUP两个函数进行合并，只使用一个公式来输出电压设定值：

=VLOOKUP(VALUE(MID(I2,1,6)),'Voltage Set Point table'!$B$2C$65,2)

当然，分阶段展示会让整个过程会更清楚。有了数据以后，就可以使用EXCEL自带的图表功能来绘制图表了，以便我们更直观地观察：主节点如何根据电压设定值控制交流发电机。

图8 生成电压设定值变化曲线