页数：33页文件大小：3.27 MB来源： 汽车车载网络技术与检修ppt课件
本课件为课程的项目三，先说明LIN作为低成本串行通信网络如何为CAN总线提供辅助功能，再通过特性对比表讲清LIN与CAN在速率、标识符、节点数与成本上的差异，最后以奥迪A4、A6为例讲解主控制单元、从控制单元、信息标题与回应及示波器电压记录。
项目三 LIN网络系统的结构原理与检修：本模块讲解LIN网络系统的分类、应用与作用，LIN的数据通信原理与数据结构、系统组成结构，以及故障特点、故障类型与检修方法。
项目知识目标
项目技能目标
3.1 认识LIN总线——3.1.1 LIN的含义：局部连接网络（LIN，Local Interconnect Network）是一种低成本的串行通信网络，它是一个汽车底层网络协议，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总线是一种辅助的串行通信总线网络。
图为车门模块示意图。
3.1.2 LIN的特点
3.1.3 LIN与CAN的比较：下表对比LIN和CAN协议的主要特性。
| 项目 | CAN | LIN |
|---|---|---|
| 媒体访问控制方式 | 多主方式 | 单主方式 |
| 典型总线传输速度/Kbit·s-1 | 62.5~500 | 2.4~19.6 |
| 信息标识符/bit | 11/29 | 6 |
| 网络典型节点数/个 | 4~20 | 2~10 |
| 位/字节编码方式 | NRZ 位填充 | NRZ 8N1（UART） |
| 每帧信息数据量/B | 0~8 | 2、4、8 |
| 每4字节的发送时间/ms | 0.8（125Kbit/s时） | 3.5（20Kbit/s时） |
| 错误检测 | 15位CRC | 8位累加 |
| 物理层 | 双绞线，5V | 单线，13.5V |
| 石英/陶瓷振荡器 | 每个节点需要 | 主节点需要，从节点不需要 |
| 网络相对成本 | 1 | 0.5 |
说明：原文速度一项粘连为「62.45~500」「24~19.6」，按CAN 62.5~500、LIN 2.4~19.6整理，建议对照原表核对。
LIN和CAN控制器特性的对比：下表比较不同节点所需的CPU与存储资源。
| 节点 | 网络传输速度/Kbit·s-1 | CPU时钟/MHz | CPU占用/% | 存储容量ROM/B | 存储容量RAM/B |
|---|---|---|---|---|---|
| LIN 16bit主节点 | 19.2 | 4 | 10 | 1200 | 25 |
| LIN 8bit从节点（无振荡器） | 19.2 | 4 | 15 | 750 | 22 |
| LIN 8bit从节点（带振荡器） | 19.2 | 4 | 6 | 650 | 20 |
| CAN 16bit节点 | 125 | 8 | 15 | 3000 | 150 |
说明：原表列名写作「NASH/ROM」，按Flash/ROM理解；数值按原表各列顺序归位，建议对照原表核对。
3.1.4 LIN的应用：图为不用LIN网络的CAN系统结构，电控单元A、B直接连接传感器、执行器与音响信号等，次级组串联导致线束较多。
图为采用LIN网络的CAN系统结构：车辆网络主系统经CAN连接各电脑，LIN网作为LIN次级网络的主系统，电脑C、D、E通过LIN从系统接入，显著减少线束。
LIN网络系统的结构：图为LIN网络的刮水器控制，主控制单元通过单线LIN总线控制刮水器从控制单元。
常用LIN网络控制的系统简图：图示车身电气中常用LIN总线控制的系统，如刮水器、车窗、座椅、空调风门等。
3.2 LIN的结构与协议——3.2.1 LIN的结构：图为LIN网络结构，一个主节点与若干从节点挂接在同一条单线总线上。
1. 传输媒介：LIN采用单线传送，按ISO9141，最长可达40m。
2. 节点结构：图为LIN的节点结构，节点由微控制器、UART/SCI接口与收发器组成，从节点无需石英或陶瓷振荡器。
示波器上的LIN网络线路电压记录：图示LIN总线在示波器上测得的电压波形，隐性位接近蓄电池电压，显性位被拉低至接近0V。
3.2.2 LIN的通信协议——1. 帧结构：图为LIN帧的结构，一帧由间隔场、同步场、标识符场、数据场与校验和场组成，数据长度为2B、4B或8B。
2. 传输模式：图示LIN网传输DATA数据从主控制器到执行器的两种情况——发送给单个执行器，以及广播发送给多个执行器。
图示LIN网交流DATA数据从执行器（多个）到主控制器的过程。
3. 进入传输媒介与4. 服务：说明LIN节点接入传输媒介的方式及网络提供的服务类型。
3.3 奥迪LIN数据总线系统的结构原理与检修：图为奥迪A4 LIN数据总线系统的组成及元件位置分布图，标明LIN主控制单元与从控制单元在车上的安装位置。
图为奥迪A6 LIN数据总线系统分布：舒适系统中央控制单元J393、供电控制单元J519、刮水电机J400、雨水和日光识别传感器G397、全自动空调J235、新鲜空气鼓风机J126、转向柱电气J527、轮胎压力监控J502等节点接入LIN总线，并经数据总线诊断接口J533与CAN驱动、CAN舒适及CAN诊断相连。
图示LIN总线在空调控制系统与前部车顶模块中的应用，两类系统各自由相应的LIN从控制单元实现本地控制，主控制单元通过信息标题查询，从控制单元返回回应数据。
3.3.1 LIN主控制单元：LIN主控制单元负责决定何时在LIN总线上发送哪个信息、发送频次以及信息的顺序，并监控总线上的数据传输。
3.3.2 LIN从控制单元：图为LIN从控制单元，传感器与执行器经ECU接入LIN总线，从控制单元只能在主控制单元查询时作出回应。
3.3.3 LIN数据总线系统的数据传递：LIN主控制单元与LIN从控制单元1、2之间的数据传递速率最大为20Kbit/s，LIN总线经网关与CAN相连。
1）电平信号：图为LIN数据总线系统的电平信号，隐性电平接近蓄电池电压，显性电平接近0V（接地）。
2）数据传递安全性：图为LIN数据总线系统的发送信息电压范围（1），标出显性位与隐性位允许的电压区间。
图为LIN数据总线系统的发送信息电压范围（2），给出接收端判定显性位与隐性位的电压阈值：低于阈值判定为显性，高于阈值判定为隐性，阈值区间保证数据传递的安全性。
3）传递数据的信息：图为LIN数据总线系统传递的数据信息，主控制单元发送信息标题，从控制单元返回信息内容作为回应。
（1）信息标题：图为信息标题的组成，由主控制单元发出，用于同步从控制单元并指明本次传输的标识符。
（2）信息内容（回应）：LIN主控制单元（空调控制和显示单元）查询鼓风机转速，LIN从控制单元2（新鲜空气鼓风机）告知实际转速，回告转速=150r/min；LIN从控制单元1为挡风玻璃加热。
图示主控制单元设定鼓风机转速：LIN主控制单元（空调控制和显示单元）发出将转速提高到200r/min的指令，转速=200r/min由LIN从控制单元2（新鲜空气鼓风机）执行。
LIN从控制单元的回应：图示从控制单元在接收到与本节点标识符匹配的信息标题后，于数据场中填入回应数据。
（3）信息的顺序：图为示波器屏幕上出现没有回应的信息标题，即主控制单元发出信息标题后，总线上未出现相应从控制单元的回应，可据此判断该从节点或线路故障。
习题
谢谢！
本页为项目三「LIN网络系统的结构原理与检修」的结束页。
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