0.0基礎(chǔ)知識

LIN的全稱為Local Interconnect Network。LIN主要功能是為CAN總線網(wǎng)絡(luò)提供輔助功能，應(yīng)用場合有智能傳感節(jié)點、自動車窗節(jié)點等。

1.0硬件

1.1特點

1.采用單主多從的組網(wǎng)方式，無CAN總線那樣的仲裁機制，最多可連接16個節(jié)點（1主15從）。

2.對硬件要求簡單，僅需UART/SCI 接口，輔以簡單驅(qū)動程序便可實現(xiàn) LIN 協(xié)議。故幾乎所有的MCU均支持LIN。

3.不需要單獨的晶振，便能完成主、從節(jié)點的同步，硬件成本大幅降低。

4.僅使用一根信號線便可完成信息的傳輸，即所謂的 單總線設(shè)備 。

5.傳輸速率最高可達20Kbps，符合A類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，滿足車身控制需要。

6.LIN 網(wǎng)絡(luò)中新節(jié)點的加入，對網(wǎng)絡(luò)中其他原有節(jié)點的軟硬件設(shè)計不會造成影響。

1.2LIN網(wǎng)絡(luò)主從節(jié)點的功能

LIN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點任務(wù)分為主機任務(wù)和從機任務(wù)兩類。其中，主機任務(wù)只在主機節(jié)點上運行，而從機任務(wù)在主機節(jié)點和從機節(jié)點上均可運行。也就是說，主機節(jié)點可以實現(xiàn)主機任務(wù)和從機任務(wù)。

A.主機任務(wù)主要執(zhí)行以下功能：

• 1.定義總線上的 通信速率 。
• 2.發(fā)送 報文幀頭 ，包含同步間隔場、同步場和標(biāo)識符場三個部分。
• 3.監(jiān)控總線通信，通過 校驗和確定數(shù)據(jù)正確性與否 。
• 4. 使從機進入喚醒或睡眠狀態(tài) ，并響應(yīng)從機的喚醒要求。

B.從機任務(wù)既可運行于主機又可運行于從機，它主要完成以下功能：

• 1.等待主機任務(wù)發(fā)送的同步間隔，使從機與主機于同步場中獲得同步。
• 2.分析標(biāo)識符場，若與自己相關(guān)，則接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，若與自己無關(guān)則什么都不做。
• 3.檢查和發(fā)送校驗和。
• 4.接受主機任務(wù)的喚醒和睡眠請求。

2.0軟件

2.1顯隱性

LIN 總線上具有“顯性”和“隱性”兩種互補的邏輯電平。

其中，顯性電平（參考地電壓）是邏輯 0，隱性電平（電源電壓）是邏輯1。

2.2LIN報文的幀結(jié)構(gòu)

LIN總線的一幀主要由兩部分組成，即 報文頭（Header）和報文響應(yīng)（Response） 。

報文頭是由一個主機節(jié)點的主機任務(wù)發(fā)出的，而 報文響應(yīng)（以下簡稱響應(yīng)） 是由一個主機節(jié)點或從機節(jié)點的從機任務(wù)發(fā)出的。

其中報文頭由 同步間隔場 （最小13個顯性位）、 同步場 （1個字節(jié)，數(shù)據(jù)不變，0x55）、和 標(biāo)識符PID場 （1個字節(jié)）三部分組成；

報文響應(yīng)由2/4/8個字節(jié)的 數(shù)據(jù)場 、 校驗和場 （1個字節(jié)）所組成。

報文頭和響應(yīng)之間有一個 幀內(nèi)空間分隔 ，最小空間為0。

2.3字符場格式

LIN 的字節(jié)場格式就是通常的“ SCI ”或“ UART ”串行數(shù)據(jù)格式(N81編碼)。即每個字節(jié)場的長度是10個位定時(BIT TIME)： 1bit起始位＋8bits數(shù)據(jù)位＋1bit停止位 。

起始位(START BIT) 是一個“顯性”位，它標(biāo)志著字節(jié)場的開始。

接著是8個數(shù)據(jù)位，首先發(fā)送最低位。

停止位(STOP BIT) 是一個“隱性”位，它標(biāo)志著字節(jié)場的結(jié)束。LIN報文幀中的同步場、標(biāo)識符場、數(shù)據(jù)場、校驗和場的格式都符合上述字節(jié)場的格式。

2.4間隔場

間隔場是唯一一個不符合字節(jié)場格式的場。 從節(jié)點需要檢測到至少連續(xù)11個顯性位才認為是間隔信號。

2.5同步場

一個字節(jié)，即0x55。

2.6LIN的被保護標(biāo)識符場（PID場）

PID場定義了 報文的內(nèi)容和長度 。

如圖，PID場分為6個標(biāo)識符位和2個ID奇偶校驗位。

6個標(biāo)識符位我們稱之為ID 。如果加上2個奇偶校驗位就變成PID了，即Protected ID。

6個標(biāo)識符位中，標(biāo)識符后兩位為 數(shù)據(jù)長度控制位 。

總的來看，ID的范圍是0-0x3F。

注意是ID，不是PID，要區(qū)分開。

上圖中的ID4和ID5為數(shù)據(jù)長度控制位（ID4是低位）。

• 值為00或10時，數(shù)據(jù)長度為2個字節(jié)。
• 值為01時，數(shù)據(jù)長度為4個字節(jié)。
• 值為11時，數(shù)據(jù)長度為8個字節(jié)。

P0和P1為奇偶校驗位。

2.7數(shù)據(jù)場

數(shù)據(jù)場主要需注意每個字節(jié)先傳輸?shù)氖亲畹臀?。即如果某一信號長度超過1個字節(jié)，采用低位在前的方式發(fā)送（小端）。

2.8校驗和場（checksum）

校驗和場 是數(shù)據(jù)場所有字節(jié)的和的反碼 。所有 數(shù)據(jù)字節(jié)的和的補碼，與校驗和字節(jié)相加所得的和必須是0xFF 。

下圖是一些LIN總線數(shù)據(jù)，以最后一組為例，2個0xFF之和為0x1FE，處理后仍然為0xFF。故8個0xFF加和之后仍為0xFF，取反碼為0x00。

3.0形象理解

總線原理：

物理上就一根線，關(guān)聯(lián)節(jié)點都接上，有且僅有一個主設(shè)備，N多從設(shè)備，每個節(jié)點要通信的內(nèi)容都事先編號號。

這就好比大家開晚會，話筒就一個，主持人一個，N個嘉賓，每人的話題都有一個編號。

表達順序是這樣的，

晚會開始前，大家睡覺的睡覺，閑的閑

1 主持人，把話筒對著大鼓，敲-停-, 敲-停-, … 敲-停-

這樣大家都被吵醒了，晚會開始了

晚會都是談話內(nèi)容，都是下面步驟的重復(fù)

• t1 主持人把話筒同音閉了一會，－－LIN總線的Break
• t2 主持人試了試話題，呼呼呼呼－－LIN總線的同期
• t3 主持人說，下面是由 PID編號的人講話－－LIN總線的PID
• t4 有PID的人，就開始說了 D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7 －－LIN總線的數(shù)據(jù)
• t5 有PID的人，接著說了就這樣了－－LIN總線的 CRC

就這樣重復(fù)了多次之后，主持人

• e1 主持人把話筒同音閉了一會，－－LIN總線的Break
• e2 主持人試了試話題，呼呼呼呼－－LIN總線的同期
• e3 主持人說，下面是由 PID編號是睡眠的人講話（就他自己）－－LIN總線的PID
• e4 有PID的人，就開始說了 Go to sleep －－LIN總線的數(shù)據(jù)，最多8個Byte
• e5 有PID的人，接著說了就這樣了－－LIN總線的 CRC

就這樣，晚會結(jié)束了，大家睡覺的睡覺 休息的休息

搞笑的結(jié)束了，稍微來點關(guān)鍵詞

• . 物理上就一根線，多節(jié)點送信，又沒有沖突檢測，怎么辦，主設(shè)備調(diào)度啊
• . 速度怎么樣，和CAN相比，十幾kbps不算高，不過連接上的設(shè)備就那么大信息量，正好啦
• . 價額怎么樣，便宜啊，一個物理tranceiver，一個帶UART的CPU，再來的點軟件，搞定了
• . 安全系數(shù)怎么樣，PID帶校驗，數(shù)據(jù)帶CRC校驗，能發(fā)現(xiàn)錯誤，報告
• . 擴展性怎么樣，用兩個特定的PID，做數(shù)據(jù)鏈路層，創(chuàng)送上層的大包TP層，
• TP層上面在支持個診斷功能，能做些其他事情了
• . 各版本兼容性怎么樣，主設(shè)備版本高，就能管理協(xié)調(diào)好
• 反之，從設(shè)備版本高，有些浪費