0.0基礎知識

LIN的全稱為Local Interconnect Network。LIN主要功能是為CAN總線網絡提供輔助功能，應用場合有智能傳感節點、自動車窗節點等。

1.0硬件

1.1特點

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

2.對硬件要求簡單，僅需UART/SCI 接口，輔以簡單驅動程序便可實現 LIN 協議。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 單總線設備 。

5.傳輸速率最高可達20Kbps，符合A類網絡標準，滿足車身控制需要。

6.LIN 網絡中新節點的加入，對網絡中其他原有節點的軟硬件設計不會造成影響。

1.2LIN網絡主從節點的功能

LIN網絡中的節點任務分為主機任務和從機任務兩類。其中，主機任務只在主機節點上運行，而從機任務在主機節點和從機節點上均可運行。也就是說，主機節點可以實現主機任務和從機任務。

A.主機任務主要執行以下功能：

• 1.定義總線上的 通信速率 。
• 2.發送 報文幀頭 ，包含同步間隔場、同步場和標識符場三個部分。
• 3.監控總線通信，通過 校驗和確定數據正確性與否 。
• 4. 使從機進入喚醒或睡眠狀態 ，并響應從機的喚醒要求。

B.從機任務既可運行于主機又可運行于從機，它主要完成以下功能：

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

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報文的幀結構

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

報文頭是由一個主機節點的主機任務發出的，而 報文響應（以下簡稱響應） 是由一個主機節點或從機節點的從機任務發出的。

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，數據不變，0x55）、和 標識符PID場 （1個字節）三部分組成；

報文響應由2/4/8個字節的 數據場 、 校驗和場 （1個字節）所組成。

報文頭和響應之間有一個 幀內空間分隔 ，最小空間為0。

2.3字符場格式

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

起始位(START BIT) 是一個“顯性”位，它標志著字節場的開始。

接著是8個數據位，首先發送最低位。

停止位(STOP BIT) 是一個“隱性”位，它標志著字節場的結束。LIN報文幀中的同步場、標識符場、數據場、校驗和場的格式都符合上述字節場的格式。

2.4間隔場

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

2.5同步場

一個字節，即0x55。

2.6LIN的被保護標識符場（PID場）

PID場定義了 報文的內容和長度 。

如圖，PID場分為6個標識符位和2個ID奇偶校驗位。

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

6個標識符位中，標識符后兩位為 數據長度控制位 。

總的來看，ID的范圍是0-0x3F。

注意是ID，不是PID，要區分開。

上圖中的ID4和ID5為數據長度控制位（ID4是低位）。

• 值為00或10時，數據長度為2個字節。
• 值為01時，數據長度為4個字節。
• 值為11時，數據長度為8個字節。

P0和P1為奇偶校驗位。

2.7數據場

數據場主要需注意每個字節先傳輸的是最低位。即如果某一信號長度超過1個字節，采用低位在前的方式發送（小端）。

2.8校驗和場（checksum）

校驗和場 是數據場所有字節的和的反碼 。所有 數據字節的和的補碼，與校驗和字節相加所得的和必須是0xFF 。

下圖是一些LIN總線數據，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，關聯節點都接上，有且僅有一個主設備，N多從設備，每個節點要通信的內容都事先編號號。

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

晚會都是談話內容，都是下面步驟的重復

• 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總線的數據
• t5 有PID的人，接著說了就這樣了－－LIN總線的 CRC

就這樣重復了多次之后，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總線的數據，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，晚會結束了，大家睡覺的睡覺 休息的休息

搞笑的結束了，稍微來點關鍵詞

• . 物理上就一根線，多節點送信，又沒有沖突檢測，怎么辦，主設備調度啊
• . 速度怎么樣，和CAN相比，十幾kbps不算高，不過連接上的設備就那么大信息量，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
• . 安全系數怎么樣，PID帶校驗，數據帶CRC校驗，能發現錯誤，報告
• . 擴展性怎么樣，用兩個特定的PID，做數據鏈路層，創送上層的大包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，主設備版本高，就能管理協調好
• 反之，從設備版本高，有些浪費