LIN總線系統(tǒng)簡(jiǎn)析

LIN總線系統(tǒng)為什么引入LIN總線？編輯課件任務(wù)要求：1.熟悉LIN總線系統(tǒng)的功用、結(jié)構(gòu)組成及主要元件；2.理解LIN總線系統(tǒng)的工作原理；3.能識(shí)讀和分析LIN總線系統(tǒng)電路；4.能分析LIN總線系統(tǒng)的波形；5.能根據(jù)相關(guān)資料確定LIN總線的技術(shù)參數(shù)；6.能分析LIN總線的故障；7.能主動(dòng)與學(xué)習(xí)小組成員溝通，與教師和同學(xué)建立良好的人際關(guān)系。編輯課件一、LIN總線概述1.LIN總線的含義LIN〔LocalInterconnectNetwork〕即局部連接網(wǎng)絡(luò)，也被稱為“局域網(wǎng)子系統(tǒng)〞，即LIN總線是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(chǎng)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)。編輯課件2.LIN總線的特點(diǎn)〔1〕工作方式：LIN總線為單主/多從方式；CAN總線為多主或主/從方式。〔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?！?〕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〕?！?〕傳輸距離：LIN總線最長(zhǎng)為40m；CAN總線最長(zhǎng)為10km。編輯課件〔6〕LIN總線無需仲裁；CAN總線采用非破壞性仲裁技術(shù)?！?〕傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度：LIN總線一幀信息中數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為2、4或8B；CAN總線為一幀信息中數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0～8B?！?〕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?！?〕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)。〔10〕傳輸線的顏色：LIN總線主色為紫色；CAN總線主色為橙色。編輯課件LIN總線的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕在LIN系統(tǒng)中，參加新節(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)〔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本錢〔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(jiǎn)單〔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)影響網(wǎng)絡(luò)中的通信LIN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)編輯課件1.LIN總線的網(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。主節(jié)點(diǎn)連接在CAN數(shù)據(jù)總線上多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)只能執(zhí)行從任務(wù)。二、LIN總線的結(jié)構(gòu)原理編輯課件〔1〕主節(jié)點(diǎn)〔主控制單元〕A6L轎車LIN總線內(nèi)部組成示意圖用于空調(diào)控制用于前部車頂模塊編輯課件①LIN總線主控單元監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳遞及其速率，發(fā)送信息標(biāo)題②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③該控制單元在LIN數(shù)據(jù)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)〔主控制單元〕編輯課件〔2〕從節(jié)點(diǎn)〔從控制單元〕奧迪A6L轎車CAN、LIN總線與從控制器示意圖編輯課件LIN總線從控制器〔2〕從節(jié)點(diǎn)〔從控制單元〕傳感器執(zhí)行元件控制單元ECU編輯課件群眾邁騰轎車的舒適CAN總線系統(tǒng)LIN總線ECU-雨刷電機(jī)控制單元傳感器-雨滴+光強(qiáng)傳感器傳感器-車輛傾斜傳感器執(zhí)行元件-報(bào)警喇叭LIN總線〔2〕從節(jié)點(diǎn)〔從控制單元〕編輯課件〔2〕從節(jié)點(diǎn)〔從控制單元〕①接收、傳遞或忽略與從主節(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)“叫醒〞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。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)反響。編輯課件2.LIN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％?！?〕受標(biāo)識(shí)符長(zhǎng)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)載編輯課件3.LIN總線的信號(hào)隱性電平：如果無信息發(fā)送到LIN數(shù)據(jù)總線上〔總線空閑〕或者發(fā)送到LIN數(shù)據(jù)總線上的是一個(gè)隱性位顯性電平—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)波形編輯課件〔2〕信號(hào)傳遞的平安性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%編輯課件4.LIN總線的信息格式報(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〕兩局部構(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)送編輯課件〔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(zhǎng)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。編輯課件〔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(chǎng)和校驗(yàn)場(chǎng)組成數(shù)據(jù)場(chǎng)——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。起始位和停止位是用于再同步，從而避免傳遞錯(cuò)誤的。校驗(yàn)場(chǎng)——1個(gè)字節(jié)，由數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)求和取反碼生成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)志符要求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)志符要求LIN從控制單元使用包含在回應(yīng)內(nèi)的數(shù)據(jù)。兩種信息：編輯課件5.LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸過程LIN總線的數(shù)據(jù)傳遞流程一個(gè)LIN總線的子系統(tǒng)總是由主系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的信息標(biāo)題要求時(shí)，它才向LIN總線發(fā)送數(shù)據(jù)。所發(fā)送的數(shù)據(jù)可供每個(gè)LIN數(shù)據(jù)總線控制單元接收。LIN-信息1表示主系統(tǒng)要求子系統(tǒng)1提供數(shù)據(jù)；LIN-信息2表示主系統(tǒng)要求子系統(tǒng)2提供數(shù)據(jù)；LIN—信息3表示主系統(tǒng)為子系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，比方主系統(tǒng)向子系統(tǒng)2發(fā)送數(shù)據(jù)。編輯課件5.LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸過程奧迪A6轎車空調(diào)系統(tǒng)的LIN系統(tǒng)框圖編輯課件〔1〕帶有子反響的空調(diào)裝置LIN信息傳遞流程——從控制單元向LIN總線反響溫度信號(hào)和鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)從控制單元向LIN總線反響溫度信號(hào)和鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)帶有從控制單元回應(yīng)的信息，LIN從控制單元會(huì)根據(jù)識(shí)別碼給這個(gè)回應(yīng)提供信息①空調(diào)裝置在LIN總線系統(tǒng)上發(fā)送信息標(biāo)題——查詢制冷劑溫度和鼓風(fēng)機(jī)實(shí)轉(zhuǎn)速②傳感器G395讀取標(biāo)題，檢修轉(zhuǎn)換，然后將當(dāng)時(shí)的制冷劑溫度值放到LI系統(tǒng)上。③制冷劑溫度和鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速被空調(diào)裝置識(shí)別。編輯課件〔2〕帶有主反響的空調(diào)裝置LIN信息傳遞流程——主控制單元向LIN總線系統(tǒng)發(fā)送鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)主控單元向LIN總線系統(tǒng)發(fā)送鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)帶有主控制單元命令的信息，LIN主控制單元會(huì)提供回應(yīng)。根據(jù)識(shí)別碼的情況，相應(yīng)的LIN從控制單元會(huì)使用這些數(shù)據(jù)去執(zhí)行各種功能。①空調(diào)裝置在LIN總線系統(tǒng)上發(fā)送信息標(biāo)題——調(diào)節(jié)新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)的等級(jí)。②空調(diào)裝置發(fā)送所希望的鼓風(fēng)機(jī)等級(jí)。③新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)讀取信息，相應(yīng)地控制鼓風(fēng)機(jī)。編輯課件6.LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸方式〔1〕主一從方式——由主節(jié)點(diǎn)到一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)；由一個(gè)從節(jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)或到主節(jié)點(diǎn)再到其他從節(jié)點(diǎn)。①主一從通信模式將大局部調(diào)度操作轉(zhuǎn)移到主節(jié)點(diǎn)上，從而簡(jiǎn)化其他節(jié)點(diǎn)操作。②LIN從節(jié)點(diǎn)硬件大幅減少，甚至可能減少為單個(gè)狀態(tài)設(shè)備。③主節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)與所有節(jié)點(diǎn)通信，信息和要求的ID數(shù)量都大大減少④這種通信方法速度緩慢，LIN節(jié)點(diǎn)很難及時(shí)地接收和處理數(shù)據(jù)，并選擇性地將它傳輸給其他節(jié)點(diǎn)。編輯課件〔2〕從一從方式——通信信號(hào)在從節(jié)點(diǎn)之間傳播，而不經(jīng)過主節(jié)點(diǎn)或者通過主節(jié)點(diǎn)播送消息到網(wǎng)絡(luò)中的所有的從節(jié)點(diǎn)。①響應(yīng)速度提高②各個(gè)從節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘源未知，因此，從節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)時(shí)，數(shù)據(jù)可能發(fā)生漂移③主節(jié)點(diǎn)不顯示從一從通信已經(jīng)失效編輯課件7.LIN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞颉?〕LIN主控制單元的軟件內(nèi)已設(shè)定了一個(gè)順序，LIN主控制單元就按這個(gè)順序?qū)⑿畔?biāo)題發(fā)送至LIN總線上〔2〕常用的信息會(huì)屢次傳遞。〔3〕LIN主控制單元的環(huán)境條件可能會(huì)改變信息的順序。如：點(diǎn)火開關(guān)接通/關(guān)閉；自診斷已激活/未激活；停車燈接通/關(guān)閉。編輯課件三、LIN總線在實(shí)車上的應(yīng)用1.在奧迪A6L轎車上的應(yīng)用奧迪A6L防盜系統(tǒng)中的LIN總線系統(tǒng)編輯課件2.在豐田卡羅拉轎車上的應(yīng)用

認(rèn)證ECU總線

車門總線空調(diào)總線在卡羅拉轎車上，多路通信系統(tǒng)〔LIN〕用來控制車身系統(tǒng)ECU之間的通信，主要包括車門系統(tǒng)LIN通信系統(tǒng)、認(rèn)證系統(tǒng)LIN通信系統(tǒng)、空調(diào)LIN通信系統(tǒng)。編輯課件對(duì)于卡羅拉LIN總線故障，可以按下面的流程圖進(jìn)行故障排除。ECU端子的檢查診斷故障碼表LIN通信總線故障車輛送入修理車間檢查蓄電池電壓〔標(biāo)準(zhǔn)電壓：11～14V〕提示：如果電壓低于11V，在繼續(xù)操作前，對(duì)蓄電池充電或換蓄電池使用智能檢測(cè)儀，檢查CAN通信功能以確保通信系統(tǒng)無故障是否輸出DTC碼〔是否出現(xiàn)LIN通信故障〕輸出DTC根據(jù)診斷故障表進(jìn)行故障排除未輸出DTC〔未出現(xiàn)LIN通信故障〕檢查CAN通信系統(tǒng)的通信功能總體分析和故障排除：1、數(shù)據(jù)表/主動(dòng)測(cè)試；2、ECU端子檢查。未輸出DTC〔出現(xiàn)LIN通信故障〕根據(jù)故障病癥表進(jìn)行故障排