汽车LIN总线技术解析

1、LIN总线应用场景

在车辆中有一些功能，像车窗控制、自动后背门、电动后视镜调节、座椅加热通风等对于数据传输量的要求很少，实时性要求不高，如果使用硬线连接会增加大大增加线束的使用数量，不利于后期维修，且增加了整车重量，降低燃油经济性。使用CAN总线又会造成性能的浪费，成本又相对较高。基于此LIN协会于1998年成立，由Audi, BMW, Daimler Chrysler, Volvo, VW, VCT 和Motorola组成。

LIN主要用作CAN等高速总线的辅助网络或子网络，能为不需要用到CAN的装置提供较为完善的网络功能，包括空调控制（Climate Control）、后视镜（Mirrors）、车门模块（Door Modules）、座椅控制（Seats）、智能型交换器（Smart Switches）、低成本传感器（Low-cost Sensors）等。在带宽要求不高、功能简单、实时性要求低的场合，如车身电器的控制等方面，使用LIN总线可有效的简化网络线束、降低成本、提高网络通讯效率和可靠性。

2、LIN总线拓扑结构


1.一个LIN网络由一个主任务，若干个从任务组成；

2.主节点既有主任务又有从任务；

3.从节点只包含从任务；

4.主任务负责决定总线上的报文，从任务提供每一帧的数据。
如下图所示也是一个LIN网络的拓扑结构。数据总线自诊断接口是一个网关，用CAN线一边连着LIN主控单元，一边连着CAN自诊断，然后LIN主控单元通过LIN线连着两个LIN从控制单元，LIN主控制单元即为主节点，也相当于一个小的网关，三个LIN从控制单元为从节点。

3、LIN总线特点

低成本：基于通用UART 接口几乎所有微控制器都具备LIN 必需的硬件；
极少的信号线即可实现国际标准ISO9141 规定；
传输速率最高可达20Kbit/s；
单主控器/多从设备模式无需仲裁机制；
从节点不需晶振或陶瓷震荡器就能实现自同步，节省了从设备的硬件成本；
保证信号传输的延迟时间；
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；
通常一个LIN 网络上节点数目小于12 个共有64 个标志符。

4、LIN总线通讯原理

LIN总线采用单线制，通过12V（典型值）数据传输线传输数据。LIN收发器负责将逻辑值（0、1）转化为总线上的物理电平。对于发送信号显性位，逻辑0，电压必须＞电源电压的80%，隐性位，逻辑1电压＜电源电压的20%；对于接收信号显性位，逻辑0，电压必须＞电源电压的60%，隐性位，逻辑1电压＜电源电压的40%。通过设定公差保证数据在传输过程中受到干扰辐射时的稳定性。

主控制单元
LIN主控制单元连接在CAN数据总线上，监控数据传输过程和数据传输速率，发送信息标题，决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上多少次，在LIN数据总线系统的LIN控制单元与CAN总线直接起“翻译”作用，能够进行LIN主控制单元及与之相连的LIN从属控制单元的自诊断。

主控制单元的信息结构
LIN主控制单元控制总线导线上的每条信息的开始处都通过LIN总线主控单元发送一个信息标题，它由一个同步相位构成，后面部分是标识符字节，可以传输2、4、8个字节的数据。标识符用于确定主控单元是否会将数据传输给从属控制单元。信息段包含发送到从属控制单元的信息。校验区可为数据传输提供良好的安全性。校验区由主控制单元通过数据字节构成，位于信息结束部分。LIN总线主控制单元以循环形式传输当前信息。

LIN从属控制单元
在LIN数据总线系统内，LIN从属控制单元的通信受到LIN主控制单元的完全控制，只有在LIN主控制单元发出命令的情况下，LIN从属控制单元才能通过LIN总线进行数据传输。单个的控制单元、传感器、执元件都相当于LIN从属控制单元，传感器是信号输入装置，传感器内集成有一个电控装置，它对测量值进行分析，分析后的数值是作为数字信号通过LIN总线进行传输的。有的传感器或者是执行元件只是用LIN主控制单元插口上的一个针脚，就可以实现信息传输，也就是单线传输。