LIN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理分析新能源汽車總線系統(tǒng)檢修課件

LIN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理分析《新能源汽車總線系統(tǒng)檢修》課程智能交通學(xué)院新能源汽車總線課程組二、LIN總線概述LIN總線的含義01LIN（LocalInterconnectNetwork）即局部連接網(wǎng)絡(luò)，也被稱為“局域網(wǎng)子系統(tǒng)”，一般作為CAN總線網(wǎng)絡(luò)下的子系統(tǒng)，車上各個(gè)LIN總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是由控制單元通過CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)的LIN總線是一種輔助的串行通信總線網(wǎng)絡(luò)，多用于不需要CAN總線的帶寬和多功能的場合，LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能LIN典型的應(yīng)用是車上傳感器和執(zhí)行器的聯(lián)網(wǎng)，LIN屬于汽車上的A級(jí)網(wǎng)絡(luò)（低速網(wǎng)絡(luò)）。二、LIN總線概述LIN總線的含義01奧迪的舒適系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)二、LIN總線系統(tǒng)概述LIN總線的特點(diǎn)（與CAN總線的區(qū)別）02（1）工作方式：LIN總線為單主/多從方式；CAN總線為多主方式。（2）數(shù)據(jù)傳輸線：LIN總線為單線傳輸；CAN總線為雙線傳輸。（3）工作電壓：LIN總線為12V；CAN總線為5V。（4）傳輸速率：LIN總線最高為20kb/s，屬于低速總線（A類）；CAN總線最高為1Mb/s，應(yīng)用于汽車上的屬于中速（B類）、高速（C類）。（5）傳輸距離：LIN總線最長為40m；CAN總線最長為10km。（6）錯(cuò)誤檢測：LIN總線8位累加和校驗(yàn)；CAN總線為15位循環(huán)冗余校驗(yàn)二、LIN總線系統(tǒng)概述LIN總線的特點(diǎn)（與CAN總線的區(qū)別）02（7）仲裁：LIN總線無需仲裁；CAN總線采用非破壞性仲裁技術(shù)。（8）傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度：LIN總線一幀信息中數(shù)據(jù)長度為2、4或8B；CAN總線為一幀信息中數(shù)據(jù)長度為0～8B。（9）標(biāo)識(shí)符的位數(shù)：LIN總線有6位標(biāo)識(shí)符；CAN總線有11位或29位標(biāo)識(shí)符。（10）節(jié)點(diǎn)數(shù)：LIN總線一般不超過16個(gè)；CAN總線最多110個(gè)。（11）傳輸線的顏色：LIN總線主色為紫色；CAN總線主色為橙色。（12）晶振：LIN總線主節(jié)點(diǎn)需要，從節(jié)點(diǎn)不需要；CAN總線每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要二、LIN總線系統(tǒng)概述03LIN總線的優(yōu)點(diǎn)（1）在LIN系統(tǒng)中，加入新節(jié)點(diǎn)時(shí)，不需要其它從節(jié)點(diǎn)作任何軟件或硬件的改動(dòng)（2）整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的配置信息只包含在主節(jié)點(diǎn)中，從節(jié)點(diǎn)可以自由地接入或脫離網(wǎng)絡(luò)而不會(huì)影響LIN的網(wǎng)絡(luò)通信（3）從節(jié)點(diǎn)不需振蕩器就能實(shí)現(xiàn)同步，節(jié)省了多從控制器部件的硬件成本（4）基于通用UART接口，幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件，價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡單三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理01LIN總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)可以執(zhí)行主任務(wù)（引起LIN網(wǎng)絡(luò)通信）也可以執(zhí)行從任務(wù)，總線上的信息傳送由主節(jié)點(diǎn)控制。多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)只能執(zhí)行從任務(wù)。三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理01LIN總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)用于空調(diào)控制用于前部車頂模塊（1）主節(jié)點(diǎn)（主控制單元）三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理01LIN總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1）主節(jié)點(diǎn)（主控制單元）④通過LIN主控制單元進(jìn)行與之相連的LIN從控制單元的自診斷①主節(jié)點(diǎn)連接在CAN數(shù)據(jù)總線上，在LIN總線與CAN總線之間起溝通作用（“翻譯”），它是LIN總線系統(tǒng)中唯一與CAN數(shù)據(jù)總線相連的控制單元③主控制單元的軟件內(nèi)已設(shè)定了一個(gè)周期，這個(gè)周期用于決定何時(shí)將哪些信息發(fā)送到LIN數(shù)據(jù)總線上多少次②LIN總線主控單元發(fā)送信息標(biāo)題，引起LIN總線通信，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳遞及其速率三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理01LIN總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)用于空調(diào)控制用于前部車頂模塊（2）從節(jié)點(diǎn)（從控制單元）三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理01LIN總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（2）從節(jié)點(diǎn)（從控制單元）

注意：只有當(dāng)LIN主節(jié)點(diǎn)發(fā)送出主任務(wù)（起始報(bào)文或信息標(biāo)題）后，從節(jié)點(diǎn)才會(huì)反應(yīng)。①接收、傳遞或忽略從主節(jié)點(diǎn)接收到的主任務(wù)（起始報(bào)文/信息標(biāo)題）相關(guān)的數(shù)據(jù)②可以通過一個(gè)“喚醒”信號(hào)，喚醒主節(jié)點(diǎn)。③檢查所接收數(shù)據(jù)總量和所發(fā)送數(shù)據(jù)的總量。④同主節(jié)點(diǎn)的同步字節(jié)保持一致。⑤只能按照主節(jié)點(diǎn)的要求同其他從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理02LIN總線系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)主節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)為什么不能太多？（2）受總線物理特性的限制——節(jié)點(diǎn)數(shù)越多網(wǎng)絡(luò)阻抗越低（并聯(lián)），會(huì)發(fā)生通信故障。LIN系統(tǒng)每增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)大約使網(wǎng)絡(luò)阻抗降低3％。（1）受標(biāo)識(shí)符長度的限制二極管的作用？當(dāng)VBAT為低時(shí)（本地節(jié)點(diǎn)斷電或斷路等）防止LIN總線驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的電源線，從而大大增加總線負(fù)載三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理033.LIN總線的信號(hào)

隱性電平：如果無信息發(fā)送到LIN總線上（LIN總線空閑）、LIN總線睡眠或者LIN總線傳輸隱性位時(shí)顯性電平—接近于0V隱性電平—12V

顯性電平：當(dāng)傳輸顯性位時(shí)，發(fā)送控制單元內(nèi)的收發(fā)器將LIN數(shù)據(jù)總線接地。注意：收發(fā)器的型號(hào)不同，顯性平有差異（1）信號(hào)波形三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理03LIN總線的信號(hào)①在隱性電平和顯性電平的收發(fā)時(shí)，通過預(yù)先設(shè)定公差來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性②為了能在有干擾輻射的情況下仍能收到有效的信號(hào)，接收的允許電壓值要稍高一些發(fā)送信號(hào)電壓必須滿足顯性電平小于電源電壓的20%

發(fā)送信號(hào)電壓必須滿足隱性電平大于電源電壓的80%

接收信號(hào)電壓必須滿足顯性電平小于電源電壓的40%接收信號(hào)電壓必須滿足隱性電平大于電源電壓的60%（2）信號(hào)傳遞的安全性三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的信息格式04報(bào)文幀——起始報(bào)文（信息標(biāo)題）和應(yīng)答（回應(yīng)/信息內(nèi)容）兩部分構(gòu)成。起始報(bào)文（信息標(biāo)題）——由LIN主節(jié)點(diǎn)（主控制單元）發(fā)送，LIN總線的通信由此引起應(yīng)答（回應(yīng)/信息內(nèi)容）——由LIN主節(jié)點(diǎn)（主控制單元）或從節(jié)點(diǎn)（從控制單元）發(fā)送三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的信息格式04（1）起始報(bào)文（信息標(biāo)題）——由LIN主控制單元按周期發(fā)送，由同步暫停區(qū)、同步分界區(qū)、同步區(qū)、識(shí)別區(qū)構(gòu)成同步暫停區(qū)——至少為13位的顯性位。同步分界區(qū)——至少為一位隱性位。同步區(qū)——由0101010101這個(gè)二進(jìn)制位序構(gòu)成，所有的LIN從控制單元通過這個(gè)二進(jìn)制位序來與LIN主控制單元進(jìn)行匹配（同步）。識(shí)別區(qū)——識(shí)別區(qū)的長度為8位（二進(jìn)制的），頭6位是回應(yīng)信息識(shí)別碼和數(shù)據(jù)區(qū)的個(gè)數(shù)。后兩位是校驗(yàn)位，用于檢查數(shù)據(jù)傳遞是否有錯(cuò)誤。標(biāo)識(shí)符（6位）—給出的是這個(gè)信息的意義或特征，而不是這個(gè)信息傳送的地址。三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的信息格式04（2）應(yīng)答（回應(yīng)/信息內(nèi)容）——由LIN主節(jié)點(diǎn)（主控制單元）或從節(jié)點(diǎn)（從控制單元）發(fā)送，由數(shù)據(jù)場和校驗(yàn)場組成數(shù)據(jù)場——由2B、4B或8B的數(shù)據(jù)組成。每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)是10個(gè)二進(jìn)制位，其中一位是顯性起始位，一個(gè)是包含信息的字節(jié)和一個(gè)隱性停止位。校驗(yàn)場——1個(gè)字節(jié)，由數(shù)據(jù)場的數(shù)據(jù)求和取反碼生成兩種信息：①帶有從控制單元回應(yīng)的信息：該回應(yīng)由LIN從控制單元來發(fā)送。LIN主控制單元通過信息標(biāo)題內(nèi)的標(biāo)識(shí)符要求LIN從控制單元發(fā)送數(shù)據(jù)。②帶有主控制單元命令的信息：該回應(yīng)由LIN主控制單元來發(fā)送。LIN主控制單元通過信息標(biāo)題內(nèi)的標(biāo)識(shí)符要求某LIN從控制單元使用包含在回應(yīng)內(nèi)的數(shù)據(jù)。三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸過程05LIN總線的數(shù)據(jù)傳遞流程LIN-信息1表示主節(jié)點(diǎn)要求從節(jié)點(diǎn)1提供數(shù)據(jù)；LIN-信息2表示主節(jié)點(diǎn)要求從節(jié)點(diǎn)2提供數(shù)據(jù)；LIN—信息3表示主節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，比如主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)2發(fā)送數(shù)據(jù)三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸模式06（1）主機(jī)請(qǐng)求從機(jī)數(shù)據(jù)（DatafromSlavetoMaster）三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸模式06（2）主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（DatafromMastertoSlave(s)）三、LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸模式06（3）從機(jī)之間發(fā)送數(shù)據(jù)（DatafromSlavetoSlave(s)）四、LIN總線在汽車上的應(yīng)用車門LIN總線系統(tǒng)CANJ386左前J388左