LIN总线技术及应用——协议规范
lin总线协议简介二
lin报文帧结构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。
（2）同步段lin同步以下降沿为判断标志，采用字节0x55（）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。
（3）pid段受保护的id的前6位叫做帧的id，加上两个奇偶效验码后称作受保护的id。
帧id的取值范围为0x00~0x3f总共64个，帧id标识了帧的类别和目的地。
从机任务会根据帧头id作出反应（接收/发送/忽略应答）。
其中p0与p1效验如下：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。
汽车总线_LIN
汽车LIN总线原理与应用 主要技术特点（1） 总线原理与应用--主要技术特点 汽车 总线原理与应用 主要技术特点（ ）
物理层采用单线连接，两个电控单元间的最大传输距离为 物理层采用单线连接，两个电控单元间的最大传输距离为40m 单线连接
其总线驱动器和接收器的规范遵从改进的ISO 9141 单线标准。 单线标准 标准。 其总线驱动器和接收器的规范遵从改进的
•LIN总线融合了 总线融合了I2C和 总线融合了 和 RS232的特性：像I2C总 的特性： 总 的特性 线那样， 线那样，LIN总线通过一 总线通过一 个电阻上拉到高电平， 个电阻上拉到高电平，而 每一个节点又都可以通过 集电极开路驱动器将总线 拉低；像RS232那样通过 拉低； 那样通过 起始位和停止位标识出每 一个字节， 一个字节，每一位在时钟 异步传输。 上异步传输。
几个概念
主机节点： 主机节点：控制网络中各节点通信的节点 一个LIN网络上的通讯总是由主发送任务所发起的 一个 网络上的通讯总是由主发送任务所发起的
在主节点上可执行主通信任务和从通信任务 在主节点上可执行主通信任务和 主通信任务
可控制整个总线网络和协议； 可控制整个总线网络和协议； 主通信任务： 主通信任务： 在主节点上运行的，用于控制总线上所有的通信 负责报文的进度表、 控制总线上所有的通信， 在主节点上运行的，用于控制总线上所有的通信，负责报文的进度表、 发送报文头的任务称为主任务。 发送报文头的任务称为主任务。 常见主任务：如定义传输速率，发送同步时间间隔、同步场、 常见主任务：如定义传输速率，发送同步时间间隔、同步场、标识符 ID场，监控并通过检查校验和（check sum）验证数据的有效性。 场 监控并通过检查校验和（ ）验证数据的有效性。
LIN总线技术及应用——节点配置和标识规范（一）
LIN总线技术及应用——节点配置和标识规范（一）
LIN总线技术及应用——节点配置和标识规范（一）
一.介绍(Introduction)
节点配置定义了一个节点是如何被配置的，对LIN 节点来说支持节点配置是一个强制执行命令。
目的：避免网络NAD 或PID 冲突，网络引入新节点可能导致NAD 或Product ID 冲突
配置内容：NAD，Product ID（通过对这些数字的使用，就可以让所有在网络内部被输送的帧，具有一个独特的标识符）
服务标识符（SID）：0xB0~0xB7（用来配置节点）
节点配置只能用单帧通信
二.LIN 产品标识(LIN Production Identification)
每个LIN 部件都会有一个独特的号码，标识了节点的供应商和功能
类似于条形码，不同供应商不同功能的产品ID 也不同，功能发生变化，产
品ID 也要相应的变化。
供应商ID 是一个16 位的数字，最高位是0，由LIN 协会规定
功能ID 是一个16 位的数字，由各供应商规定
变量ID 是一个8 位的数字，用于区分同网络中相同功能的节点PID 保存在各节点的ROM 中，不进行更改
序列号(Serial Number)
三.通配符(Wildcards)每一个LIN 的从节点都有一个节点地址，除了通过这个节点来访问以外，还可以通过通配符来访问所有的节点地址
NAD 的通配符0x7F 用来访问所有节点的地址。
汽车总线应用技术第二章LIN总线技术原理
汽车总线应用技术第二章LIN总线技术原理1.引言LIN（Local Interconnect Network）总线技术是一种低成本、低速率的串行通信总线协议。
它主要用于简单的车内电子系统中，例如门控、窗控、雨刮等。
本章将介绍LIN总线技术的原理及其在汽车电子系统中的应用。
2.LIN总线的结构及特点LIN总线由主控制器（Master）和从设备（Slave）组成。
在总线上，主控制器负责发送指令，从设备负责接收并执行指令。
主控制器和从设备之间通过单个通信线进行数据传输。
LIN总线的数据传输速率通常为最高20kbps，适用于简单、低带宽的应用场景。
3.LIN总线的通信协议LIN总线的通信协议采用了一种主从控制的方式。
主控制器负责周期性地发送帧（Frame），帧中包含了命令和数据。
从设备在接收到帧后，解码命令并执行相应的操作。
从设备也可以向主控制器发送数据。
LIN总线的通信协议还具有缓冲机制和故障检测机制，以保证消息的可靠传输。
4.LIN总线的物理层LIN总线的物理层采用了串行通信方式，使用单个通信线进行双向数据传输。
通信线上的电压可以用来表示逻辑0和逻辑1、为了提高稳定性，LIN总线通常使用差分信号线。
LIN总线的数据传输速率较低，但是使用差分信号线可以提高抗干扰能力。
此外，LIN总线还需要使用电阻进行终端匹配，以确保通信的稳定性。
5.LIN总线的帧结构LIN总线的帧由一个帧头、一个帧标识符和一个帧数据组成。
帧头用于标识帧的起始，帧标识符用于标识帧的类型和目标设备，帧数据用于存储实际的数据。
帧的长度可以根据需要进行调整。
LIN总线的帧结构简单，数据量小，适用于低带宽的应用场景。
6.LIN总线的应用LIN总线技术适用于车内电子系统中的一些简单的控制任务。
例如，门控、窗控、雨刮等。
LIN总线具有低成本、低功耗的特点，适合于车内电子系统中的辅助功能。
总之，LIN总线技术是一种低成本、低速率的串行通信总线协议。
lin总线技术解析
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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）。
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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
LIN规范
LIN规范LIN标准LIN是低成本网络中的汽车通讯协议标准。
10M1M125K20K图1 汽车中的主要网络协议LIN概念LIN（Local Interconnect Network）是低成本的汽车网络，它是现有的汽车复用网络功能上的补充。
为了获得更多的质量提高和降低成本，LIN将是在汽车中使用汽车分级网络的启动因素。
LIN的标准化将减少重复使用现有的低端复用解决方案，而且将减低汽车电子的开发、生产、服务和后勤成本。
LIN标准包括传输协议规范、传输介质规范、开发工具接口规范和软件编程接口规范。
LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并能预测EMC。
这个规范包包括了3个主要部分：LIN协议规范部分——介绍了LIN的物理层和数据链路层。
LIN配置语言描述部分——介绍了LIN配置文件的格式。
LIN配置文件用于配置整个网络并作为OEM 和各种网络节点供应厂商的通用接口，以及作为开发和分析工具的输入。
LIN API部分——介绍了网络和应用程序之间的接口。
这个概念可以实现开发和设计工具之间的无缝连接，并提高了开发的速度，增强了网络的可靠性。
电子控制单元工具软件级硬件级图2 LIN 规范的范围各部分链接第一部分 LIN 协议规范 第二部分 LIN 配置语言规范 第三部分LIN API 操作规程建议LIN协议规范目录1．介绍 (2)1.1 修订历史 (2)1.2 投稿人 (2)2．基本概念 (3)3．报文传输 (6)3.1 报文帧 (6)3.1.1 字节场（BYTE fields） (7)3.1.2 报头场（HEADER fields） (7)3.2 保留的标识符 (9)3.3 报文帧的长度和总线睡眠检测 (11)3.4 唤醒信号 (11)4．报文滤波 (12)5．报文确认 (12)6．错误和异常处理 (12)6.1 错误检测 (12)6.2 错误标定 (13)7．故障界定 (13)8．振荡器容差 (13)9．位定时要求和同步过程 (13)9.1 位定时要求 (13)9.2 同步过程 (13)10．总线驱动器／接收器 (14)10.1 总体配置 (14)10.2 信号规范 (14)10.3 线的特性 (16)10.4 ESD/EMI的符合条件 (16)11．参考文献 (17)A 附录 (17)A.1 报文序列的举例 (17)A.1.1 周期性的报文传输 (17)A.1.2 总线唤醒过程 (17)A.2 ID场有效值表 (17)A.3 校验和计算举例 (19)A.4 报文错误的原因 (20)A.5 故障界定的建议 (20)A.5.1 主机控制单元 (20)A.5.2 从机控制单元 (21)A.6 物理接口的电源电压定义 (21)1．介绍LIN（Local Interconnect Network）是一个串行通讯协议，它有效地支持分布式汽车应用中机械电子节点的控制。
LIN总线培训
无需仲裁
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
从节点无须晶振或陶瓷震荡器就可以实现同步
大幅度降低成本
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概述
LIN总线的特点(2/2)
可计算的信号传输的延迟时间
网络通信可预期性
可灵活的增加或减少从节点
无需改变其他节点的硬件电路
一条总线最多可连接16个节点
发送时隙：报文可以被发送的时间
不同报文的发送时隙可能不同
调度表在网络系统设计阶段确定 调度表使得LIN通信具有可预测性
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概述
切换调度表
主任务可以拥有多个调度表，并在不同的调度表之间切换
决策
增加通信的灵活性
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大纲
概述 协议规范 物理层规范
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协议规范
Protocol Specification
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概述
典型车载网络分布
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概述
车用总线分级
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概述
LIN总线的起源
LIN(Local Interconnect Network)协会成立于1998年
成立时的主要成员：
5家整车厂：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW 1家半导体制造商：Motorola 1家工具提供商：Mentor Graphics
LIN 1.1
概述
LIN规范组成(1/2) 子规范 物理层规范 (Physical Layer Specification) 内容
物理层兼容性 波特率误差 时间要求 LIN Driver / Receiver 信号管理 帧传输 调度表 任务行为模型 网络管理 状态管理
LIN总线系统简析
物联网领域：随着物联 网技术的不断发展， LIN总线系统在智能家 居、智能城市等领域的 应用也将得到拓展。
工业自动化：LIN总 线系统在工业自动化 领域的应用也将进一 步深化，助力实现工 业自动化和智能化。
新能源领域：随着新 能源技术的不断发展 ，LIN总线系统在新 能源领域的应用也将 得到更多的关注和应 用。
LIN总线系统在 汽车空调控制系 统中实现了多路 复用通信，提高 了通信效率。
LIN总线系统通 过分布式控制方 式，实现了汽车 空调的智能控制， 提高了控制精度Байду номын сангаас和响应速度。
LIN总线系统在 汽车空调控制系 统中应用，减少 了线束的使用， 降低了汽车的成 本和重量。
LIN总线系统在汽 车空调控制系统 中应用，提高了 系统的可靠性和 稳定性，减少了 故障发生的概率。
智能家居领域：LIN总线系统也可用于智能 家居控制系统，实现家电设备间的通信和控 制
工业自动化领域：在工业自动化领域，LIN 总线系统可用于各种自动化设备和传感器之 间的通信，提高生产效率和设备可靠性
物联网领域：随着物联网技术的发展，LIN 总线系统在物联网领域的应用也越来越广泛， 如智能城市、智能农业等领域的设备通信和 控制
LIN总线电缆
定义：LIN总线电缆是用于LIN总线系统的线缆，用于连接LIN总线上的各个节点。
特点：LIN总线电缆采用单线传输方式，结构简单，成本低，适用于对实时性要求不高的场 合。
传输距离：LIN总线电缆的传输距离一般在几十米以内，适用于汽车内部传感器和执行器的 通信。
连接方式：LIN总线电缆采用差分信号传输方式，需要使用专门的LIN总线连接器和插座进 行连接。
LIN总线诊断工具
诊断工具种类： 示波器、万用表、 解码器等
lin总线技术分析
标识符指出当前帧的内容，从机节点据此来确定自己是
2024/7/14否应该对当前帧做出响应、做出何种响应。
LIN总线：用于车体控制的总线标准
❖ 1 概述 ❖ 2 LIN数据传输 ❖ 3 LIN在汽车中的应用
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1 概述
❖ LIN(Local Interconnect Network)是一种低 成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分 布式电子系统控制，LIN 的目标是为现有汽 车网络(例如 CAN 总线)提供辅助功能。因此， LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要 CAN 总线的带宽和多功能的场合，比如智能 传感器和制动装置之间的通讯。
❖ 宿主节点发送一个包含同步中断、同步字节和消息 识别码的消息报头。从属任务在收到和过滤识别码 后被激活并开始消息响应的传输。响应包含两个、 四个或八个数据字节和一个检查和(checksum)字节。 报头和响应部分组成一个消息帧。
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❖ LIN总线是单线，通过从电池正极Vbat的端接电阻 向导线或总线供电。总线收发器是ISO 9141标准的
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
2024/7/14 视镜调整电机、除霜加热器等组成。
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LIN总线系统实例：镜子
LIN协议-企业资料
间隔场
同步场
显性间隔 间隔界定
标识符场 响应间隔
数据场
字节间隔
字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间
留给MCU足够的处理时间 帧长度可能增长 最小值可以是0
校验和场
协议规范
字节场(Byte Field)
报头（Header）
响应（Response）
D0
D1
Dn
起
结
始
束
位 0 1 2 3 4 5 6 7位
概述
LIN协议版本(1/2)
LIN 1.1 1999年7月，底特律SAE大会 包括3部分 协议规范 配置语言规范 API规范
2000年11月
2002年11月 增加了物理层规范
LIN 1.1
概述
LIN协议版本(2/2)
LIN 2.0 2003年9月 适应当代和未来汽车工业发展趋势 为了实现节点的“即插即用” 增加了诊断规范和节点能力语言规范
诊断报文
诊断报文由两个保留ID来传输，用来传输节点的诊断信息
概述
调度表
负责调度网络各报文发送的顺序
为每帧报文分配发送时隙（slot） 发送时隙：报文可以被发送的时间 不同报文的发送时隙可能不同
调度表在网络系统设计阶段确定 调度表使得LIN通信具有可预测性
概述
切换调度表
主任务可以拥有多个调度表，并在不同的调度表之间切换 决策
基于SCI的通信格式 发送一个字节需要10个位时间（TBIT）
协议规范
间隔场(Break Field)
报头（Header）
响应（Response）
D0
D1
Dn
间隔场
间隔信号 间隔界定符
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LIN总线技术及应用——协议规范
LIN（Local Interconnect Network）总线技术是一种用于汽车电子
系统的通信协议，它是CAN（Controller Area Network）总线的一种廉价、简单的替代方案。
LIN总线协议规范定义了数据传输的格式、通信速
率和电气特性等方面的内容。
在LIN总线协议规范中，数据传输的格式遵循着一定的规则。
每个数
据帧都由一个同步字节和几个数据字节组成，同步字节用于同步接收和发
送的节点，在信号传输起始时用作定时参考。
数据字节则用于传输实际的
数据，每个数据字节包含8位数据和一个奇偶校验位。
此外，数据帧还包
括了帧标识符和校验字段。
LIN总线的通信速率是固定的，通常为19.2 kbps或者更低的速率。
这一通信速率足以满足LIN总线的应用场景，因为它主要用于传输低带宽、低优先级的数据，例如车内感应器、开关等。
相比之下，CAN总线适用于
更高速率的通信。
在LIN总线协议规范中，还定义了LIN总线的电气特性。
LIN总线使
用单根总线来连接所有的节点，每个节点通过一个降压器来供电。
总线上
各个节点之间的通信是通过电平差来实现的，高电平表示逻辑“0”，低
电平表示逻辑“1”。
此外，LIN总线还具有冲突检测和错误检测的功能，以确保数据的可靠性和正确性。
LIN总线协议规范还定义了几种节点的类型和功能。
主节点（Master）是LIN总线上的控制节点，它负责发送通信帧和处理从节点的响应。
从节
点（Slave）是LIN总线上的被控制节点，它接收来自主节点的通信帧，
并根据其要求执行相应的操作。
从节点可以分为定时从节点（Slave with
Schedule Table）和事件从节点（Slave without Schedule Table）。
定时从节点按照预定的时间表执行操作，而事件从节点则根据特定的事件来执行。
LIN总线技术的应用非常广泛。
在汽车电子系统中，LIN总线常用于连接各种感应器、执行器和控制单元，例如发动机控制单元、车门控制单元和空调控制单元等。
通过使用LIN总线，这些电子组件之间可以实现低成本、低功耗和可靠的通信。
总之，LIN总线技术及其应用是现代汽车电子系统中不可或缺的一部分。
LIN总线协议规范定义了数据传输的格式、通信速率和电气特性等方面的内容，使得LIN总线能够满足汽车电子系统对低带宽、低优先级数据传输的需求。
通过使用LIN总线，各种感应器、执行器和控制单元可以以低成本、低功耗和可靠的方式进行通信，从而提升汽车电子系统的性能和可靠性。