LIN总线的数据通信及波形？

LIN总线上的信息帧由信息标题和信息内容两部分组成，一个LIN网络上的通信总是由主节点（主节点）的主发送任务所发起的，主节点向LIN总线发送一个信息标题（包括同步间隔区、同步分界区、同步区和标识符区），然后由主节点或从节点向LIN总线发送对应的信息内容（包括数据和对应的校验）。

什么是LIN总线?

LIN（Local Interconnect Network）总线是基于UART/SCI（通用异步收发器/串行接口）的低成本串行通讯协议。其目标定位于车身网络模块节点间的低端通信，主要用于智能传感器和执行器的串行通信，而这正是CAN总线的带宽和功能所不要求的部分。

CAN总线和LIN的区别

LIN报文帧包括帧头（hearder）与应答（response）两部分。主机负责发送至帧头；从机负责接收帧头并作出解析，然后决定是发送应答，还是接收应答或不回复。

帧头结构包括同步间隔段、同步段、PID段（受保护ID）段，应答部分包括数据段与效验和段。其中值“0”为显性电平、“1”为隐性电平，这点与CAN总线相类似。在总线上实行“线-与”：当总线有至少一个节点发送显性电平时，总线呈现显性电平；所有节点均发送隐性电平或者不发送信息时，总线呈隐性电平，即显性电平起着主导作用。

（1)同步间隔段 (表示一个帧的开始，至少有13位显性电平)

同步间隔段至少是由13位的显性电平组成，由于帧中的所有间隙或者总线空闲时总线均保持隐性电平状态。所以同步间隔段可以标志一个帧的开始。其中同步间隔段的间隔符至少为1位隐性电平。

LIN同步以下降沿为判断标志，采用字节0x55（01010101b）进行同步。在从机节点上可以不采用高精度的时钟，由此带来的偏差，需要通过同步段来进行调整。

LIN总线根据帧ID号的不同，把报文分为信号携带帧、诊断帧、保留帧。

PS：从机应答帧是一个完整的帧，与帧结构中的“应答”不同！

（4）数据段 （存放数据）

数据段可以包含1-8个字节，其中包含有两种数据类型，信号（singal）和诊断消息（diagnostic messages）。信号由信号携带帧传递，诊断消息由诊断帧传递。

协议中并没有规定哪一部分显示数据长度码的信息（这点与CAN总线不同），数据的内容与长度均是由系统设计者根据帧ID事先约定好的。

总线上的数据是以广播形式发出，任何节点均可以收到，但并非对每个节点有用（与CAN相同）。具体到发布与接听是由哪个节点进行完成这个取决于应用层的软件配置，一般情况下，对于一个帧中的应答，总线上只存在一个发布节点，否则就会出现错误。事件触发帧例外，可能出现0,1，多个发布节点。

5）效验和段 （对帧的传输内容进行校验，包含数据段字节和受保护ID）

效验和段是为了对帧传输内容进行效验。效验分为标准型效验与增强型效验。采用标准型还是增强型是由主机节点管理，发布节点和收听节点根据帧ID来判断采用哪种效验和。

（1）⭐无条件帧

无条件帧是具有单一发布节点的，无论信号是否发生变化，帧头均会被无条件应答的帧。

如上图中帧ID=0x30应答部分的发布节点为从机节点1，收听节点为主机节点，应用在从机节点向主机节点报告自身状态；帧ID=0x31中，应答部分为主机节点，收听部分为从机节点，应用在主机节点向从机节点发送消息；帧ID=0x32中应答部分的发送节点为从机节点2，收听节点为从机节点1，应用与从机节点之间的通信。

（2）事件触发帧

事件触发帧是主机节点在一个帧间隙中查询各从机节点的信号是否发生变化时使用的帧。当存在多个发布节点时，通过冲突解决进度表来解决冲突。

当从机节点信号发生变化的频率较低的时候，主机任务一次次地查询各个节点信息会占用一定的带宽。为了减小带宽的占用，引入了事件触发帧的概念。其主要原理就是：当从机节点信息状态没有发生变化的时候，从机节点可以不应答主机发出的帧头；当有多个节点信息同时发生变化的时候，同时应答事件触发帧头会造成总线的冲突。当主机节点检测到冲突时，便会查询冲突解决进度表来依次向各个节点发送无条件帧（无条件帧只有能1个节点应答）来确定从机节点的信息状态。

与事件触发帧关联的多个无条件帧需要满足以下5个条件：

★数据段所包含的数据字节数等长

★使用相同的效验与类型

★数据段的第一个字节为该无条件帧的受保护ID，这样才能够知道应答是哪个关联的无条件帧发送出来的

★由不同的从机节点发布

★不能与时间触发帧处于同一个进度表中

（3）偶发帧

偶发帧是主机节点在同一帧时隙中当自身信号发生变化时向总线启动发送的帧。当存在多个关联的应答信号变化时，通过预先设定的的优先级来仲裁。

与事件触发帧类似，偶发帧也定义了一组无条件帧。规定偶发帧只有由主机节点发布。偶发帧的传输可能出现三种情况：1）当关联的无条件帧没有信号发生变化，这是主机连帧头也不需要发送。2）当关联的一个无条件帧信号发生变化则发送该帧。3）当有多个无条件帧发生信号变化时，则按照事先规定要的优先级依次发送。

（4）⭐诊断帧

诊断帧包括主机请求帧和从机应答帧，主要用于配置、识别和诊断。主机请求帧ID=0x3c，应答部分的发布节点为主机节点；从机应答帧ID=0x3d，应答部分的发布节点为从机节点。数据段规定为8个字节，一律采用标准效验和。

（5）保留帧

保留帧的ID=0x3e与0x3f，为将来扩张需求用。

进度表

进度表是帧的调度表，规定了总线上帧的传输次序以及传输时间。进度表位于主机节点，主机任务根据应用程需要进行调度。进度表可以有多个，一般情况下，轮到某个进度表执行的时候，从该进度表的入口处开始执行，到进度表的最后一个帧时，如果没有新的进度表启动则返回到当前进度表的第一个帧开始执行；也有可能在执行到某个进度表时发生中断，跳到另一个进度表后再返回，如事件触发帧就是一个典型的例子。

LIN通讯错误的常见检测代码：

1、检查LIN总线的状态：有无明显的短路、断路及死电流现象。

2、检查总线上的每个从机状态：看每个从机是否中断总线通讯，以及它们是否在活动状态中。

3、查看LIN时序：查看是否存在任何帧传输时序错误及相位问题，以及有无帧脉冲发送错误等问题。

4、查看LIN总线上控制程序是否正确：检查使用的控制程序是否符合LIN规范。

5、检查总线线路是否完整：检查LIN接口以及LIN总线线路是否良好，总线的线路是否完整。

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