第10章LIN_技术规范及在汽车中的应用.ppt

第十章 LIN 技术规范及在汽车中的应用 第一节 简介 第二节 基本概念 第三节 报文传输 第四节 报文滤波及确认 第五节 错误和异常处理 第六节 故障界定 第十章 LIN 技术规范及在汽车中的应用 第七节 振荡器容差 第八节 位定时要求和同步过程 第九节 总线驱动器/接收器 第十节 应用举例 第十一节 常见问题分析 第一节 简介 LIN是一种低成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN网络将价格低廉的LIN收发器挂在普通串行口，再配以LIN驱动软件就可以构成LIN节点。LIN总线为单主节点/多从节点模式，从节点无须价格较高的石英或瓷片振荡器，物理总线为低成本的单线。典型的LIN总线应用是汽车的联合装配单元控制，如车门、方向盘、座椅、空调、照明灯、温度传感器和交流发电机等。LIN 总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN 总线的宽带和多功能的场合，比如智能传感器和制动装置之间的通讯，使用LIN总线可大大节省成本。 第一节 简介 LIN 的主要特性如下： （1）低成本，基于通用UART 接口，几乎所有单片机都具备LIN 必须的硬件： （2）极少的信号线即可实现国际标准ISO9141规定； （3）传输速率最高可达20Kbps; （4）单主控制其/多从设备模式，无需仲裁机制； （5）从节点不需晶振或陶瓷振荡器就能实现自同步，节省了从设备的硬件成本； （6）保证信号传输的延迟时间； （7）不需要改变LIN 从节点的硬件和软件就可以在网络上增加节点。 （8）通常一个LIN 网络上节点数目小于12个，共有64个标志符。 第一节 简介 这种低成本的串行通讯式和相应的开发环境已经由LIN 协会制定成标准。制定LIN规范的目的是根据ISO/OSI 参考模型的数据链路层和物理层实现任何两个LIN设备的互相兼容。LIN的标准化将为汽车制造商以及供应商在研发、应用、操作系统中降低成本。LIN协议标准目前已经历了若干个版本如：LIN 1.2 ，LIN 1.3 ，LIN 2.0。 LIN 标准包括传输协议规范、传输媒体规范、开发工具接口规范和用于软件编程的接口。LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性并有可预测EMC 的功能。 第一节 简介 LIN 规范包括了三个主要部分：一是LIN 协议规范部分介绍LIN 的物理层和数据链路层；二是LIN 配置语言描述部分介绍LIN配置语言描述部分介绍LIN 配置文件的格式，LIN配置文件用于配置整个网络作为OEM和不同网络节点的供应商之间的通用接口，同时可作为开发和分析工具的一个输入；三是LIN API 部分介绍了网络和应用程序之间的接口。 LIN 规范可以实现开发和设计工具之间的无缝连接并提高了开发的速度增强了网络的可靠性。LIN 规范的范围如图10-1的虚线框部分。本书只对LIN 的协议规范进行详细介绍，LIN 配置语言描述和API不进行详细介绍，感兴趣的读者可以参考相关手册。 第一节 简介 虽然LIN最初的设计目的是用于汽车电子控制系统，但在工业自动化传感器总线、大众消费电子产品中也有着广泛的应用市场。 LIN协议规范目的是根据ISO/OSI参考模型的数据链路层和物理层，实现任何两个LIN设备的互相兼容。使用这个规范的任何设备都受到知识产权法律保护。 LIN是一个值得投资的总线通信，它不要求有CAN的带宽和多功能性。线驱动器接收器的规范遵从ISO9141 标准，而且EMI性能有所提高。 第二节 基本概念 LIN协议有下面特性： （1）单主机多从机组织，即没有总线仲裁； （2）保证信号传输的延迟时间； （3）可选的报文桢长度2、4和8字节； （4）配置的灵活性； （5）带时间同步的多点广播接收，从机节点无需石英或陶瓷谐振器； （6）数据校验和的安全性和错误检测； （7）检测网络中的故障节点； （8）使用最小成本的半导体元件小型贴片单芯片系统。 第二节 基本概念 在图10-2中，OSI参考模型的LIN 分层结构显示如下： （1）物理层定义了信号如何在总线媒体上传输，本规范中定义了物理层的驱动器/接收器特性。 （2） MAC（媒体访问控制子层）是LIN协议的核心，它管理从LLC子层接收到的报文，也管理发送到LLC子层的报文，MAC子层由故障界定这个管理实体监控。 （3） LLC（逻辑链路控制子层）涉及报文滤波和恢复管理的功能。 第二节 基本概念 1.报文 在总线上发送的信息，有长度可选的固定格式。每个报文帧都包含2、4或8字节的数据以及3字节的控制、安全信息。总线的通讯由单个主机控制。每个报文帧都用一个分隔信号起始，接着是一个同步场和一个标识符场，这些都由主机任务发送。从机任务则是发回数据场和校验场（见图10-3）。 通过主机控制单元中的从机任务，数据可以被主机控制单元发送到任何从