第11章LIN总线收发器TJA1020
LIN总线
LIN（局域互联网络）是一种串行通信系统。 当今，LIN常用于汽车上的分布式电子系统，例如 车门或车座中的网络。在典型的汽车应用中，汽车 的多个局域LIN网络都会与CAN网络相连接。
网络通讯
Castor 4 LIN是一种适用于串口或USB连接的 LIN适配器，它兼容LIN 1.0和LIN 2.0。对于主机来 说，它是一个物理层的适配器。它的工作电源来自 于LIN接口。
止，状态反馈能从CTS信号读取 ● RS232波特率高达115.200 ● 支持所有标准的LIN波特率
（2400bps 至 20kbps） ● 默认接发器是MC33399，其它选择
(TJA1020, TLE6258, AMIS30600, MCP201, NCV7310) ● 由保险丝提供供电保护（可选）
紧凑的设计
Castor 4 LIN紧凑的设计可大量用于嵌入式系 统。作为一种诊断设备和嵌入式组件，Castor USB 应用于多种领域，如FMS（车辆管理系统）、导航 系统和服务工具。
过滤功能
滤波器可由 PC 端或嵌入端发送的报文与电平信号 方便地设置。
应用领域
● LIN诊断 ● 仿真一个LIN主机 ● 仿真任意数量的LIN从机 ● 检测LIN协议故障 ● 生成LIN总线上可选择的错误状态
针 信号 针 信号 1 N.C. 6 N.C. 2 TxD 7 CTS 3 RxD 8 RTS 4 N.C. 9 N.C. 5 GND SCR Shield
串行接口针脚
针 信号 针 信号 1 N.C. 6 N.C. 2 N.C. 7 N.C. 3 GND 8 N.C. 4 LIN 9 VBAT 5 N.C. SCR Shield
汽车车身控制器的设计与实现
汽车车身控制器的设计与实现作者：张丽来源：《电子技术与软件工程》2016年第24期舒适性、安全性和多样性已成为汽车行业的发展趋势。
车身控制模块是实现车身功能要求的核心。
文中设计了基于CAN/LIN总线的车身控制总体方案，以CAN总线为主，由LIN总线辅助的控制模式。
并对前车身控制器的硬件进行了设计，在硬件设计的基础上完成了前车身控制器的软件设计。
以期为我国汽车电子技术发展提供参考和借鉴。
【关键词】车身控制 CAN总线 LIN总线在当今社会，汽车作为经济发展和生活之中最重要的交通工具之一。
随着计算机技术和汽车技术的发展，电子控制技术已广泛应用于现代汽车工业，用于提高车辆安全、经济和舒适性等，已成为现代汽车行业的发展趋势和重要标志。
汽车车身的很多部位都得益于电子控制系统，其中包括点火控制、规则诊断、转向、制动、车灯、雨刷器、门锁等。
根据在不同控制系统中汽车电子技术的应用可分为：发动机控制系统、车身控制系统、底盘控制系统、通信和信息/娱乐系统。
为了缩短与国外汽车电子控制技术的差距，不断提高自身的竞争力，开发汽车电子控制系统势在必行。
1 车身控制系统总体方案设计车身控制系统采用分布式控制系统，并采用了CAN/ LIN总线混合网络，如图1所示为系统结构。
以前车身控制系统为核心，协调车身各部分的控制。
在整个系统中，前车身控制器作为高、低CAN和LIN总线的网关，实现不同网络的通信和信号共享。
高速CAN网络把底盘控制系统信号传输到其它有需要的控制部件，并实时显示在仪表板上。
灯控开关信号通过LIN 网络发送到后端的BCM控制后方左、右灯组。
采用两路LIN总线，1路采集组合开关和车灯开关的信号。
2路用于控制防夹车窗、车窗升降等。
前车身控制模块除了负责信号处理和网络管理外，还控制前后灯光组、前车内灯、防夹窗、扬声器、智能雨刷等功能。
后车身控制模块主要是控制车辆后部，如左右灯组、后车灯、汽车门锁、窗加热等功能。
2 前车身控制系统硬件设计前车身控制器采集大量的开关信号，输出控制也多，以及作为CAN网络和LIN网络的网关。
lin收发器 分立元件
lin收发器分立元件LIN收发器是汽车电子中一种重要的数据通信元件，用于实现车辆内部各个系统之间的信息交互。
在LIN总线应用中，LIN收发器是分立元件的一种，常常被用于汽车电子控制单元（ECU）的设计中。
一、LIN收发器的基本工作原理 LIN收发器是一种半双工的通信元件，能够实现与总线的单向通信。
当ECU需要向总线发送信息时，它会将要发送的数据写入LIN收发器的发送缓存器，并通过发送电路将数据发送给总线；当总线上有其他ECU发送数据时，LIN收发器将接收总线上传过来的数据并存入接收缓存器，以供后续处理。
LIN收发器需要遵循LIN协议的规定，例如利用LIN 帧结构完成数据的发送和接收，同时需实现协议规定的功能，如帧校验和、从节点响应、错误检测等。
二、LIN收发器的特点及优势 1.低成本：与CAN总线相比，使用LIN总线的成本更低，因为LIN总线使用了较便宜的硬件及更简单的通讯协议，且采用单总线结构，这样就能够降低进口费用、设备及维护费用等方面的支出。
2.实时高性能：LIN总线在线速度上相对较慢，只能达到20kbit/s，但是具有实时高性能的特点，响应速度快，能够实现较稳定和准确的数据传输。
3.易于实现：LIN总线对于实现其控制系统而言，编码复杂度较低，体积较小，适于整合优秀的电子控制硬件，并可以实现高效的数据从计算机输出到其他执行器。
同时，相对于CAN总线，LIN总线具有更短的插件时间，因此使用LIN总线的系统可以更快地启动。
三、使用LIN收发器的应用场景 1.汽车网络系统：汽车网络系统是指将车内各个模块之间形成完整网络的汽车电子控制系统。
现代汽车通常需要大量的电子元器件控制，包括引擎控制、空调控制、车载娱乐、车身控制、底盘控制、安全保护等各个方面。
因此，在汽车网络系统中，LIN收发器得到了广泛应用。
2.家用电器：家用电器中的许多设备都具有计算机控制系统，如洗衣机、空调、电视、冰箱等。
对于此类设备，使用LIN收发器实现内部数据传输，可以提高数据传输性能，避免数据丢失或干扰等问题，从而优化设备的工作效率和用户的使用体验。
TJA1020使用手册
订购信息
型号
TJA1020T TJA1020U
名字 SO8
-
封装 描述 塑料的小型封装 8 引脚 芯片宽 3.9mm 裸片 尺寸 1480x1760x375µm
版本 SOT96-1
方框图
BAT 7 3
NWAKE
WAKE-UP TIMER
CONTROL
8 INHBiblioteka NSLP 2 4TXD
RXD
1
SLEEP/ NORMAL
睡眠模式 这个模式是 TJA1020 最省电的模式 也是上电后 第一次电池供电 的默认模式 此模式下电流消耗极低 TJA1020 可以通过引脚 LIN 远程唤醒或通过引脚 NWAKE 本地唤醒或直接通过引脚 NSLP 直接激活 接收器 LIN 的引脚 NWAKE 和引脚 NSLP 上配置有输入滤波器 可防止由于汽车瞬态干扰或 EMI 干扰造成的不必 要唤醒 因此 所有唤醒事件都要维持一段时间 tBUS tNWAKE 和 tgotonorm 睡眠模式在引脚 NSLP 的下降沿初始化 由微控制器驱动 在持续睡眠命令 引脚 NSLP 低 的滤波时 间后 引脚 INH 悬空 睡眠模式下 引脚 LIN 和 BAT 之间的内部从机终端禁能 可在一旦引脚 LIN 短路接地时减少功率消耗 引 脚 LIN 和 BAT 内部有微弱上拉 睡眠模式可以通过引脚 LIN 或 NWAKE 的实际电平单独激活 这样可以保证消耗极低的功率 即使在引脚 LIN 有持续的显性电平或在引脚 NWAKE 上有持续的低电平
RXD 1 NSLP 2 NWAKE 3
TXD 4
8 INH
7 BAT
TJA1020T
6 LIN
5 GND
图 2 引脚图
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lin总线技术解析
2018/11/3
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LIN网络架构
如上文所述，LIN网络基于主从节点构架而形成网络拓扑结构。 主节点需要向从节点发出周期性的检测信号，检测结果由从节点反 馈给主控制器。其中周期根据事件检测的实时性要求而设定。 如图二所示，LIN的信号由一个由主任务提供的标头（Header） 和由从任务处理的响应部分（Response）构成。标头包含一个13 位的同步间隔字段（Synch Break Field）、一个由主任务产生的同 步字段（Synch Field），以及一个辨识字段（Identifier Field）。 其中每一个字节字段都以串行位元组方式发送，起始位的第一位为 “0”，而终止位为“1”。由主任务执行的信号标头会依整个LIN丛集 的进度表决定每个信号的传输时间，以确保数据传输的确定性及避 免网络超载的危险。在LIN网络中只有主节点采用晶体振荡器来为 系统提供精确的基本时钟，此时钟会嵌入上述的同步字段中，让从 任务能与主节点时序同步。LIN信号的响应部分包含一个数据域位 （Data Filed），长度为2 / 4 / 8个字节，和一个长度为一个字节的 验证字段（Checksum Field）。
2
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本地互连网络(LIN)是一种用于汽车中分布电 子系统的新型低成本串行通讯系统，它是现 有汽车多重传输网络的补充。LIN瞄准一些低 端应用，在这些应用中每个节点的通讯成本 都必须大大低于CAN而且不需要CAN的高性 能、高带宽和多功能。LIN相对于CAN的成本 节省主要是由于采用单线传输、硅片中硬件 或软件的低实现成本和无需在从属节点中使 用石英或陶瓷谐振器。
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a.主机节点
CAN/LIN网关
b.从机节点
主机节点主要由控制器、电源、控制按 钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几部分 组成。 后视镜从机节点主要由控制器、电源、 LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后 2018/11/3 视镜调整电机、除霜加热器等组成。 24
tja1050工作原理 -回复
tja1050工作原理-回复工作原理：TJA1050是一种用于CAN总线通讯的收发器芯片。
它采用了高度集成的CMOS技术，能够实现低功耗、高速率的数据传输。
具体来说，TJA1050的工作原理可以分为以下几个步骤：第一步：电源供给和初始化在使用TJA1050之前，需要为芯片提供电源。
TJA1050的电源需求为5V，电流不超过15mA。
一旦电源接入，芯片会进入初始化状态。
在初始化状态下，芯片会自动调整自身以适应CAN总线的工作条件，并开始进行通讯准备工作。
第二步：发送数据在CAN总线中，每个节点都可以发送和接收数据。
对于发送数据的节点来说，它们需要将待发送的数据通过TJA1050发送出去。
具体过程如下：首先，发送节点将要发送的数据写入芯片内部的发送缓冲器，然后使能发送（TX）引脚，将待发送的数据通过总线发送出去。
第三步：接收数据对于接收数据的节点来说，它们需要通过TJA1050接收来自总线上的数据。
具体过程如下：首先，接收节点监听总线上的通讯，当有新的数据传输时，TJA1050会将数据写入芯片内部的接收缓冲器。
接收节点可以通过读取接收缓冲器中的数据来获取总线上接收到的数据。
第四步：错误检测和处理在CAN总线通讯中，由于环境干扰或其他原因，很可能会出现错误的数据传输。
TJA1050能够实时检测和处理这些错误。
具体来说，TJA1050会检测传输过程中是否发生了错误，并通过错误标志位来指示错误类型。
在发生错误时，可以通过读取错误标志位并采取相应的措施进行错误处理。
第五步：自动重传机制当一个节点发送数据时，其他节点需要接收并确认该数据。
如果发送节点没有收到其他节点的确认信息，它会认为数据没有成功发送，此时会进行自动重传。
TJA1050能够根据重传机制自动进行数据的重发，以确保数据的可靠传输。
总结：TJA1050是一种用于CAN总线通讯的收发器芯片，通过实现低功耗、高速率的数据传输来满足CAN总线通讯的需求。
TJA1020中文资料
7
故障管理............................................................................................................... 26
-1-
7.1.1 7.1.2 7.2
LIN 总线对地短路 .................................................................................................. 26 TXD 显性的故障 .................................................................................................... 27
2.1 2.2 2.3 特征 ................................................................................................................................... 4 方框图................................................................................................................................ 5 工作模式............................................................................................................................ 5 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 睡眠模式.................................................................................................................. 7 准备模式.................................................................................................................. 7 普通斜率模式........................................................................................................... 9 低斜率模式 .............................................................................................................. 9
tja1050中文资料
概述TJA1050是控制器区域网络(CAN)协议控制器和物理总线之间的接口。
该器件为总线提供差分发射能力并为CAN控制器提供差分接收能力。
TJA1050是PCA82C250和PCA82C251之后的第三代Philips高速CAN收发器。
最重要的区别是：•由于CANH和CANL输出信号的最佳匹配，电磁辐射变得更低•改善了节点未通电时的性能•无待机模式。
这使TJA1050非常适合用在部分供电网络中处于节电模式的节点。
特征•完全兼容ISO 11898标准•高速(最大1 MBaud)•电磁辐射(EME)极低•差分接收器具有宽共模范围，实现了高电磁抗扰性(EMI)•未通电的节点不会干扰总线线路•发送数据(TXD)显性超时功能•静默模式中发送器被禁用•在汽车环境中对总线引脚提供抗瞬态保护•输入电平兼容3.3 V和5 V器件•热保护•对电池和接地具有短路保护•至少可连接110个节点。
当今，在自动驾驶的部分产品和原型中，所用的消费类硬件平台大都无法提供量产级别的功能安全和信息安全保障。
多年来，恩智浦和Green Hills为领先的汽车制造商和一级供应商提供功能安全技术，并已用于生产了数百万辆汽车。
此次两家公司将利用双方的经验，致力于合作解决开发SAE 2级、3级及更高级别的自动驾驶技术时遇到的问题。
恩智浦通过其S32产品系列提供安全可靠的自动驾驶功能，其中包括恩智浦针对ADAS的可扩展功能安全产品组合。
S32系列能够满足2级和3级驾驶的性能、安全与短期商业需求，并着眼于未来发布的4级和5级自动驾驶汽车，因而意义重大。
Green Hills则将其INTEGRITY RTOS技术作为安全自动驾驶软件平台的核心。
二十多年来，从飞机控制到医疗机器人，市场中需要强制防故障特性的任务和生命关键型系统纷纷选择INTEGRITY架构，这使其成为嵌入式行业中认证等级最高的RTOS。
INTEGRITY或INTEGRITY-178已经获得独立认证组织针对嵌入式应用的最高安全和保障认证，包括汽车(ISO 26262 ASIL D)、航空电子设备（DO-178 A级）、高稳健性保障（通用标准EAL 6+）、工业(IEC 61508 SIL 3)和铁路(EN 50128 SIL 4)。
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流由接收器转换成数字位流并在RXD引脚输出到单片机。 RXD引脚的高电平表示LIN总线是隐形电平，而低电平表示 LIN总线是显性电平。
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第二节 总体描述
TJA1020的发送器将在TXD输入的单片机数据流转换成 LIN总线信号波形，并加以修整，使EME达到最小。TXD 输入的低电平会使LIN总线是显性电平。而高电平性则是 LIN总线是隐性电平。
第十一章 LIN总线收发器TJA1020
第一节 简介 第二节 总体描述 第三节 从机应用 第四节 主机应用
第一节 简介
LIN总线是一个低速的（最高20Kb/s）A类串行总线协议。 LIN的子总线可以用于像座椅、门、控制板和方向盘等模块。 它的作用是将开关、执行元件和传感器从子总线连接到主总 线（如CAN总线）。
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第二节 总体描述
4.低斜率模式 如果LIN系统的速率低于10Kb/s，可以使用低斜率模式。
它和普通斜率模式相比可以进一步减少（普通斜率模式中） 已经非常低的EME。因此，它和普通斜率模式的唯一不同点 式总线符号的过渡时间。低斜率模式的过渡时间是普通斜率 模式过渡时间的两倍，如图11-9. 低斜率模式只能通过睡眠或准备模式进入，不可能直接从普 通斜率模式直接转换成低斜率模式。 当引脚TXD的低电平和引脚NSLP的高电平维持了至少 tgotonorm.max,TJA1020进入低斜率模式。当tgotonorm超时 后会执行模式转换。图11-10是从睡眠模式或准备模式转换 成低斜率模式的时序图。
LIN协议采用8N1编码字节区的UART/SCI串行数据链路 格式。LIN网络包括一个主机节点和一个或多于一个从机点； 主机节点控制媒体访问。这样一个单主机多从机的网络如图 11-1所示。
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第一节 简介
LIN的物理层在ISO 9141标准中定义，并且为了符合汽车 环境中的特殊应用（譬如EMC、ESD等），还作了一定的提 高。
TJA1020收发器的接收器（LIN）的输入、本地唤醒输入 （NWAKE）和睡眠控制输入（NSLP）使用滤波器和/或 定时器，以防止由汽车瞬态或EMI造成的不必要的唤醒。因 此，所有的唤醒都要维持一段时间（tBUS，tWAKE， tgotonorm）
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第二节 总体描述
如果睡眠输入引脚NSLP的低电平维持了至少 tgotonorm(见图11-5)而且这段时间内没有发生唤醒事 件，则TJA1020进入睡眠模式。这段滤波时间可以防止 TJA1020由于EMI 产生的不必要的瞬态而进入睡眠模式。 如果引脚LIN和/或NWAKE连接到地也可以激活睡眠模式， 譬如对地短路。
本章将讲述TJA1020在LIN中作为物理媒体连接工具的技 术实现。典型的LIN ECU如图11-2所示。
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第二节 总体描述
一、TJA1020的特征
TJA1020的主要特征是： （1）波特率高达20Kbps。 （2）修整输出波形以使电磁辐射（EME）非常低。 （3）高抗电磁干扰性（EMI）。 （4）在低速应用中使用低斜率模式以进一步减少EME。 （5）睡眠模式中的电流消耗极低。 （6）在LIN对GND短路时电池受到放电保护。 （7）传输数据（TXD）显性超时功能。 （8）电池的工作范围广，可以从电压降（5V）到跳变启动
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第二节 总体描述
图11-6和图11-7是远程和本地唤醒的时序图以及在引脚 RXD和TXD的特定输出。如果LIN总线在一个隐形总线电 平之后的显性电平至少持续tBUS，则可以通过LIN总线检测 到远程唤醒。如果低电平持续了至少tNWAKE，则NWAKE引 脚的下降沿将引起本地唤醒。
情况（27V）。
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第二节 总体描述
（9）控制输入电平和3.3V以及5V的器件兼容。 （10）LIN从机应用时集成端电阻。 （11）睡眠模式下本地和远程唤醒。 （12）唤醒源的识别（本地或远程）。 （13）不上电情况下的自动防故障保护，没有反向电流通路。 （14）总线终端可防止短路和汽车环境下的瞬变。 （15）直接的电池操作，可以防止负载断电、跳跃启动和瞬
1.睡眠模式 TJA1020的睡眠模式使LIN ECU的功耗非常低。这是由于
收发器本身的电流消耗非常低，而且通过INH输出关断了外 部电压调节器造成的。因此，睡眠模式中，INH引脚悬空。
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第二节 总体描述
尽管功率的消耗极低，但TJA1020仍能识别LIN引脚的远 程唤醒和NWAKE引脚的本地唤醒并将模式切换到准备模式。 而且，TJA1020还可以通过引脚NSLP直接激活普通或低 斜率模式，这对于单片机的电源不是由INH输出控制的应用 非常有用。
态。 （16）不需要5V电源。 （17）温度保护。
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第二节 总体描述
二、TJA1020的方框图
TJA1020的方框图如图11-3所示。
三、TJA1020的工作模式
TJA1020共有四种工作模式，它们分别是普通斜率模式、 低斜率模式、准备模式和睡眠模式。这些操作模式的详细情 况如表11-1和图11-4所示。
睡眠模式中，连接引脚LIN和BAT的内部从机端电阻RSLAVE 禁能；可以将它看做是一个弱点流源。当LIN总线对地短路 时，它将电流的消耗减到最低。上一页 下页 返回第二节 总体描述
2.准备模式 准备模式是一个中间模式，只有当TJA1020在睡眠模式时
产生远程和本地唤醒时才会进入准备模式。准备模式中， INH引脚输出高电平，将外部电压调节器激活。另外，连接 引脚LIN和BAT的内部从机端电阻RSLAVE激活。 TJA1020用RXD引脚的低电平来标志准备模式。它也可以 作为单片机的唤醒中断请求。另外，唤醒源可以用引脚TXD 的下拉来标志。远程唤醒事件会在引脚TXD产生弱下拉，而 本地唤醒事件将在TXD引脚产生强下拉。外部的上啦电阻由 所使用的单片机来决定。
普通斜率模式中，内部从机端电阻RSLAVE将LIN总线引脚拉 高。引脚INH的电池高电平使外部电压调节器保持接通。
将引脚NSLP和TXD置高电平，并持续至少tgotonorm,max,也 可以进入普通斜率模式。当tgotonorm超时后会执行模式转换。 图11-8是从睡眠模式或准备模式转换成普通斜率模式的时 序图。