LIN总线系统简析-PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,LIN总线系统简析,任务要求：,,1.熟悉LIN总线系统的功用、结构组成及主要元件；,,2.理解LIN总线系统的工作原理；,,3.能识读和分析LIN总线系统电路；,,4.能分析LIN总线系统的波形；,,5.能根据相关资料确定LIN总线的技术参数；,,6.能分析LIN总线的故障；,,7.能主动与学习小组成员沟通，与教师和同学建立良好的人际关系2,,一、LIN总线概述,1.LIN总线的含义,LIN（Local Interconnect Network）即局部连接网络，也被称,,为“局域网子系统”，即LIN总线是CAN总线网络下的子系统，车,,上各个,LIN,总线系统之间的数据交换是由控制单元通过,CAN,数据,,总线实现的,LIN总线是一种辅助的串行通信总线网络，多用于不需要CAN总,,线的带宽和多功能的场合，LIN的目标是为现有汽车网络（例,,如CAN总线）提供辅助功能,LIN典型的应用是车上传感器和执行器的联网，LIN属于汽车上,,的A级网络。

3,,2.LIN总线的特点,（1）工作方式：LIN总线为单主/多从方式；CAN总线为多主或主/从方式2）数据传输线：LIN总线为单线传输；CAN总线为双线传输3）工作电压：LIN总线为12V；CAN总线为5V4）传输速率：LIN总线最高为20kb/s，属于低速总线（A类）；CAN总线最高,,为1Mb/s，应用于汽车上的属于中速（B类）、高速（C类）5）传输距离：LIN总线最长为40m；CAN总线最长为10km4,,（6）LIN总线无需仲裁；CAN总线采用非破坏性仲裁技术7）传输的数据长度：LIN总线,一帧信息中数据长度为2、4或8B；CAN总线为一,,帧信息中数据长度为0～8B8）标识符的位数：LIN总线有6位标识符；CAN总线有11位或29位标识符9）节点数：LIN总线一般不超过16个；CAN总线最多110个10）传输线的颜色：LIN总线主色为紫色；CAN总线主色为橙色5,,LIN总线的优点：,（1）,在LIN系统中，加入新节点时，不需要其它从节点作任何软件或硬件的改动,（3）,从节点不需振荡器就能实现同步，节省了多从控制器部件的硬件成本,（4）,基于通用,UART,接口，几乎所有微控制器都具备,LIN,必需的硬件，价格低廉、,,结构简单,（2）,整个网络的配置信息只包含在主节点中，从节点可以自由地接入或脱离网,,络而不会影响网络中的通信LIN的网络结构,6,,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,7,,1.LIN总线的网络结构,一个,主节点,，主节点可以执行主,,任务（引起LIN网络通信）也可,,以执行从任务，总线上的信息传,,送由主节点控制。

主节点连接在,,CAN,数据总线上,多个从节点，从节点只能执行从任务二、LIN总线的结构原理,8,,（1）主节点（主控制单元）,,A6L轿车LIN总线内部组成示意图,用于空调控制,用于前部,,车顶模块,9,,①,LIN总线主控单元监控数据传递及其速率，发送信息标题,②,主控制单元的软件内已设定了一个周期，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,③,该控制单元在LIN数据总线与CAN总线之间起沟通作用（“翻译”），它是LIN总,,线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元,④,通过LIN主控制单元进行与之相连的LIN从控制单元的自诊断,（1）主节点（主控制单元）,10,,（2）从节点（从控制单元）,,奥迪,A6L,轿车,CAN,、,LIN,总线与从控制器示意图,11,,LIN总线从控制器,（2）从节点（从控制单元）,传感器,执行元件,控制单元ECU,12,,大众迈腾轿车的舒适CAN总线系统,LIN总线,ECU-雨刷电,,机控制单元,传感器-雨滴,,+光强传感器,传感器-车辆,,倾斜传感器,执行元件-,,报警喇叭,LIN总线,（2）从节点（从控制单元）,13,,（2）从节点（从控制单元）,①,接收、传递或忽略与从主节点接收到的主任务（起始报文/信息标题）相关的数据,②可以通过一个“叫醒”信号，唤醒主节点。

③检查所接收数据总量和所发送数据的总量④同主节点的同步字节保持一致⑤只能按照主节点的要求同其他从节点进行数据交换注意：只有当LIN主节点发送出主任务（起始报文或信息标题）后，从节点才会反应14,,2.LIN总线系统的物理结构,主节点,从节点,节点数为什么,,不能太多？,,（2）受总线物理特性的限制——节点数越多网络,,阻抗越低（并联），会发生通信故障LIN系统每,,增加一个节点大约使网络阻抗降低3％1）受标识符长度的限制,二极管的作用？,,当VBAT为低时（本地节点断电或断路等）防止LIN,,总线驱动节点的电源线，从而大大增加总线负载,15,,3.LIN总线的信号,隐性电平：如果无信息发送到LIN数据总线上（总线空闲）或者发送到LIN数据总线上,,的是一个隐性位,显性电平—,,接近于0V,隐性电,,平—12V,显性电平：当传输显性位时，发送控制单元内的收发器将LIN数据总线接地注意：收发器的型号,,不同，显性平有差异,（1）信号波形,16,,（2）信号传递的安全性,①,在隐性电平和显性电平的收发时，通过预先设定公差来保证数据传输的稳定性,②,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,发送信号电压必须满足显性电平小于电源电压的2,0%,发送信号电压必须满足隐性电平大于电源电压的,80%,接收信号电压必须满足显性电平小于电源电压的4,0%,接收信号电压必须满足隐性电平大于电源电压的6,0%,17,,4.LIN总线的信息格式,报文帧——起始报文（信息标题）和应答（回应/信息内容）两部分构成。

起始报文（信息标题）——由LIN主节点（主,,控制单元）发送，LIN总线的通信由此引起,应答（回应/信息内容）——由LIN主节点（主,,控制单元）或从节点（从控制单元）发送,18,,（1）起始报文（信息标题）——由LIN主控制单元按周期发送，由同步暂停,,区、同步分界区、同步区、识别区构成,同步暂停区——至少为13位的显性位同步分界区——至少为一位隐性位同步区——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）识别区——识别区的长度为8位（二进制的），头6位是回应信息识别,,码和数据区的个数后两位是校验位，用于检查数据传递是否有错误标识符（6位）—,,给出的是这个信息,,的意义或特征，而,,不是这个信息传送,,的地址19,,（2）应答（回应/信息内容）——由LIN主节点（主控制单元）或从节点（从,,控制单元）发送，由数据场和校验场组成,数据场——由2B、4B或8B的数据组成每个数据区是10个,,二进制位，其中一位是显性起始位，一个是包含信息的字节,,和一个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。

校验场——1个字节，由数据场的数,,据求和取反码生成,①,带有从控制单元回应的信息：该回应由LIN从控制单元来发送LIN主控制单,,元通过信息标题内的标志符要求LIN从控制单元发送数据②,带有主控制单元命令的信息：该回应由LIN主控制单元来发送LIN主控制单,,元通过信息标题内的标志符要求LIN从控制单元使用包含在回应内的数据两种信息：,20,,5.LIN总线的数据传输过程,LIN,总线的数据传递流程,一个LIN总线的子系统总是由主系统发送相应的信息标题要求时，它才向,,LIN总线发送数据所发送的数据可供每个LIN数据总线控制单元接收LIN-信息1表示主系统要求子系统1提供数据；,,LIN-信息2表示主系统要求子系统2提供数据；,,LIN,—,信息3表示主系统为子系统发送数据，比如主系统向子系统2发送数据21,,5.LIN总线的数据传输过程,奥迪,A6,轿车空调系统的,LIN,系统框图,22,,（1）,带有子反馈的空调装置LIN信息传递流程——,从控制单元向,LIN,总线反馈温度,,信号和鼓风机实际转速信号,从控制单元向,LIN,总线反馈温度信号和鼓风机实际转速信号,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,① 空调装置在LIN总线系统上发送信息标题,——,查询制冷剂温度和,鼓风机实转速,,② 传感器G395读取标题，检修转换，然后将当时的制冷剂温度值放到LI系统上。

③ 制冷剂温度和鼓风机实际转速被空调装置识别23,,（2）,带有主反馈的空调装置LIN信息传递流程——,主控制单元向,LIN,总线系统,,发送鼓风机转速信号,主控单元向,LIN,总线系统发送鼓风机转速信号,带有主控制单元命令的信息，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① 空调装置在LIN总线系统上发送信息标题,——,调节新鲜空气鼓风机的等级② 空调装置发送所希望的鼓风机等级③ 新鲜空气鼓风机读取信息，相应地控制鼓风机24,,6.LIN总线的数据传输方式,（1）主一从方式——由主节点到一个或多个从节点；由一个从,,节点到主节点或到主节点再到其他从节点①,主一从通信模式将大部分调度操作转移到主节点上，从而简化其他节点操作②,LIN从节点硬件大幅减少，甚至可能减少为单个状态设备③,主节点能够同时与所有节点通信，信息和要求的ID数量都大大减少,④,这种通信方法速度缓慢，LIN节点很难及时地接收和处理数据，并选择性地,,将它传输给其他节点25,,（2）从一从方式——,通信信号在从节点之间传播，而不经过主,,节点或者通过主节点广播消息到网络中的所有的从节点。

①,响应速度提高,②,各个从节点的时钟源未知，因此，从节点将数据传输到网络时，数,,据可能发生漂移,③,主节点不显示从一从通信已经失效,26,,7.LIN总线数据传输的顺序,（1）,LIN 主控制单元的软件内已设定了一个顺序，LIN主控制单元就按这个,,顺序将信息标题发送至LIN总线上,（2）,常用的信息会多次传递3）,,LIN主控制单元的环境条件可能会改变信息的顺序如：点火开关接,,通/关闭；自诊断已激活/未激活；停车灯接通/关闭27,,三、LIN总线在实车上的应用,1.,在奥迪A6L轿车上的,应,用,奥迪,A6L,防盗系统中的,LIN,总线系统,28,,2.,在丰田卡罗拉轿车上,的,应,用,,认证ECU总线,,车门总线,,空调总线,,在卡罗拉轿车上，多路通信系统（,LIN,）用来,,控制车身系统,ECU,之间的通信，主要包括车门,,系统,LIN,通信系统、认证系统,LIN,通信系统、空,,调,LIN,通信系统29,,,,,,对于卡罗拉,LIN,总线故障，可以按下面的流程图进行故障排除ECU端子的检查,诊断故障码表,LIN通信总线故障,,车辆送入修理车间,,检查蓄电池电压（标准电压：,11,～,14V,）,,提示：如果电压低于,11V,，在继续操作前，对蓄电池充电或换蓄电池,,,使用智能检测仪，检查,CAN,通信功能以确保通信系统无故障,,是否输出,DTC,码（是否出现,LIN,通信故障）,输出,DTC,,根据诊断故障表,,进行故障排除,未输出,DTC,（未出现,LIN,通信故障）,检查,CAN,通信系统的通信功能,,总体分析和故障排除：,,1,、数据表,/,主动测试；,,2,、,ECU,端子检查。

未输出,DTC,（出现,LIN,通信故障）,,根据故障症状表进行故障排除,,,提示：,,使用智能检测仪1）LIN总线故障排除流程,30,,。