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一、简介
1.LIN通讯概念
LIN全称为Local Interconnect Network,是基于UART/SCI(通用异步收发器/串行接口)的低成本串行通讯协议,应用了单主机多从机的概念,总线电平一般为12V,传输速率最高限制为20kbps。由于物理层的限制,,一个LIN网络最多可以连接16个节点,最长总线长度为40米。对于不需要像动力系统和底盘系统那样的速率和可靠性的传感器和执行器,即车身系统,可以采用LIN来构筑简单、低成本的局域网络,适用范围包括车窗、座椅、天窗、门锁、空调、照明等舒适性相关的领域。
2.发展历史
LIN简史
1998 的十月,在德国Baden Baden召开的汽车电子会议上LIN 总线的设想首次被提出
1999 LIN 联盟成立(最初的成员有 奥迪, 宝马, 克莱斯勒, 摩托罗拉, 博世, 大众和沃尔沃)
2000 LIN 联盟开始接收第一批成员
2001 第一辆使用 LIN 总线汽车下线
2002 LIN 规范V.1.3版本发布
2003 LIN 规范V.2.0 版本发布
2004 LIN 总线一致性测试规范发布
2006 LIN 标准规范 V.2.1版发布
2010 LIN 规范包Specification Package Revision 2.2A 发布
LIN联盟
LIN联盟最初由 奥迪、 宝马、克莱斯勒、摩托罗拉、 博世、大众和沃尔沃等整车厂及芯片制造商创立,目的是推动LIN总线的发展,并且发布和管理LIN总线规范,制定一致性测试标准和认证一致性测试机构。该联盟正努力将LIN总线推广为ISO国际标准。
3.硬件结构
LIN节点由芯片和LIN收发器构成,一般通过多数芯片都搭载的UART功能来实现。如下图所示
二、LIN通讯特点
1.通信速率低:LIN协议的通信速率一般在2.4kbps到20kbps之间,相比于其他高速通信协议(如CAN协议),LIN协议的通信速率较低,但在车内的一些低速通信场景下足够使用。常用波特率为9600bit/s、19200bit/s。
2.简单的物理层连接:LIN协议使用单线通信,即只需要一根线缆进行数据传输,这样可以减少线缆数量和成本。
3.主从结构:LIN协议中存在一个主节点(Master)和多个从节点(Slave)。主节点负责发送命令和控制数据传输,从节点负责接收命令并执行相应的操作。
4.帧格式简单:LIN协议的数据帧由同步位、标识符、数据和校验位组成,其中标识符用于区分不同的数据帧,数据位用于传输实际数据,校验位用于检测数据传输的正确性。
5.低成本、低功耗:由于LIN协议的通信速率较低,所需的硬件成本和功耗较低,适用于车内电子设备的通信需求,基于通用UART/SCI的低成本接口硬件,几乎所有MCU有具备LIN总线的硬件基础。
三、报文帧解析
1.组成
一个完整的LIN总线报文帧(Message Frame)包含报头(Header)和响应(Response),其中报头有间隔场、同步场和标识符场构成,而响应由数据场和校验和场组成。如图
以下为字节场,字节间隔,响应间隔的解释和组成:
2.报头(Header)的组成
3.响应(Responce)的组成
注:学习LIN的时候还会涉及到大小端所以在此再简单回顾一下大小端:
不跨字节:
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