(一)概述： LIN( Local Interconnect Network)是一种用于简单执行器和传感器联网的串行总线,它采用串行通信协议,能够有效支持汽车中分布式机械电子节点。这就是说,LIN是一种单线主副控制总线,当从主控制模块收到权限时,副控制模块才允许发送信息。LIN是一种循环总线,数据总是在总线上反复重新传递,这与数据在要求后或发生变化时才发送的事件控制的总线相反。 LIN总线系统由上级控制模块(主控单元)、从控制模块(副控制模块)、单线数据线组成。车辆中常见的LIN总线安装部位包括空调系统、驾驶员侧车门模块和驾驶员侧车门开关组、轮胎压力监控系统等。 例如空调器操作面板是LIN总线主控单元。LIN总线主控单元将指令发送至副控单元并检查总线导线上的信息通信。空气分配风门调整电动机、风扇调节器和电控辅助加热器是典型的LIN总线副控单元。LIN总线副控单元等待LIN总线主控单元的命令,并根据要求与主控单元通信。 该系统可让一个LIN主控制模块与最多16个LIN从控制模块进行数据交换。典型的LIN总线系统如图1-36所示。
LIN总线的主要特性如下。
①单主机、多从机概念。
②基于普通UART/SCI接口的低成本硬件。
③从机节点不需要石英或陶瓷谐振器,可以实现自同步。
④保证信号传输的延迟时间。
⑤采用低成本的单线设备。
⑥传输速度可达20kBit/s。
(二)LIN主控单元：
LIN主控单元(主控模块)通常连接在CAN总线上,它执行LIN的主功能,监控数据传递和数据传递的速度,发送信息标题。该控制模块的软件内已经设定了一个周期,这个周期用于决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上多少次。
LIN主控制模块是LIN总线系统中唯一与CAN总线相连的控制模块,在LIN总线系统中起到LIN控制模块与CAN总线之间的“翻译”作用。LIN主控制模块如图1-37所示。
与LIN主控制模块相连的LIN从控制模块,需要通过LIN主控制模块实现自诊断功能。
(三)LIN从控制单元：
在LIN总线系统内,单个的控制单元(如新鲜空气鼓风机的)或传感器及执行元件如水平传感器及防盗警报蜂鸣器)都可看作LIN从控制单元传感器内集成有一个电子装置,该装置对测量值进行分析。数值是作为数字信号通过LIN总线传递的。有些传感器和执行元件只使用LIN主控制单元插口上的一个针脚。LIN从控制单元如图1-38所示。
LIN执行元件都是智能型的电子或机电部件,这些部件通过LIN主控制单元的LIN数字信号接受任务。LIN主控制单元通过集成的传感器来获知执行元件的实际状态,然后即可进行规定状态和实际状态的对比。
注意,只有当LIN主控制单元发送出信号后,传感器和执行元件才会做出反应。
(四)数据传递：
LIN总线的数据传递速度为1~20kBit/s,在LIN控制单元的软件内已经设定完毕,该速度最大能达到舒适CAN数据传递速度的1/5。LIN总线的数据传递速度如图1-39所示。
1.信号LIN总线的信号特征如图1-40所示。
(1)隐性电平。如果无信息发送到LIN总线上或者发送到LIN总线上的是一个隐性比特信号,那么LIN总线导线上的电压是蓄电池电压。
(2)显性电平。为了将显性比特信号传到LIN总线上,发送控制单元内的收发器将LIN总线接地,形成显性电平注意,由于控制单元内的收发器有不同的型号,所以表现出的显性电平是不一样的。
2.传递安全性在隐性电平和显性电平的收发过程中,系统通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性。为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号,接收的允许电压值要稍高一些。
LIN发送的电压范围如图1-41所示。
(五)信息完整的LIN信息如图1-42所示。
带有从控制单元回应的信息:LIN主控制单元要求LIN从控制单元发送的信息标题内包含这样一些信息,如开关状态或测量值。该信息回应由LIN从控制单元来发送带有主控制单元命令的信息:LIN主控制单元通过标题内的标志符来要求LIN从控制单元使用包含在回应内的数据。该回应由LIN主控制单元来发送。
1.信息标题LIN信息标题如图1-43所示。
信息标题由LIN主控制单元按周期发送。信息标题分为四部分,即同步暂停区、同步分界区、同步区、识别区。
(1)同步暂停区同步暂停区的长度至少为13位(二进制的),它以显性电平发送。这13位的长度是必需的,这样才能准确地通知所有的LIN从控制单元有关信息的起始点。其他的信息是以最长为9位(二进制的)显位来一个接一个传递的(2)同步分界区同步分界区至少为1位(二进制的)且为隐性(3)同步区同步区由0101010101这个二进制位序构成,所有的LIN从控制单元通过这个二进制位序来与LIN主控制单元进行匹配(同步)。
所有控制单元同步对于保证正确的数据交换是非常必要的,如果失去了同步性,那么接收到的信息中的某一数位值就会发生错误,该错误会导致数据传递错误。
(4)识别区识别区的长度为8位(二进制的),前6位是回应信息识别码和数据区的个数。回应数据区的个数在0~8之间。
识别区的后两位是校验位,用于检查数据传递是否有错误。当出现识别码传递错误时,通过校验可防止与错误的信息适配。
2.信息内容(回应)对于带有从控制单元回应的信息,LIN从控制单元会根据识别码给这个回应提供信息,如图1-44所示。
对于主控制单元带有数据请求的信息,LIN主控制单元会提供回应。根据识别码的情况,相应的LIN从控制单元会使用这些数据去执行各种功能。对于主控制单元带有数据请求的信息回应如图1-45所示。
信息回应由1~8个数据区构成,每个数据区是10个二进制位,其中一位是显性起始位,一位是包含信息的字节位,一位是隐性停止位。起始位和停止位是用于再同步从而避免传递错误的。信息回应如图1-46所示。
3.信息的顺序LIN主控制单元的软件内已经设定了一个顺序,LN主控制单元按这个顺序将信息标题发送至LIN总线上。常用的信息会多次传递。LIN信息的顺序如图1-47所示。
LIN主控制单元的环境条件可能会改变信息的顺序。环境条件示例:点火开关接通/关闭、自诊断已激活/未激活、停车灯接通/关闭。
为了减少LIN主控制单元部件的种类,主控制单元将全装备车控制单元的信息标题发送到LIN总线上。如果没有安装专用设备控制单元,那么在示波器屏幕上会出现没有回应的信息标题,但这并不影响系统的功能。
