《LIN总线协议合集》2-LIN总线物理层与LIN通信原理及帧结构

大家好,本文章向大家介绍LIN总线的物理层。

LIN相对于CAN是一种低成本的通信总线。

出于成本原因与CAN相比,LIN通信线路为一根线。

另外,LIN通信可以不需要通信控制器,它的物理通信可以通过UART接口也称为SCI接口实现。

这种接口几乎集成在所有的微控制器中,所以LIN是基于UART帧结构的通信。

通过右图我们可以看到真实LIN报纹与UART帧的对应关系。

图片源VECTOR

我们可以看到UART帧包括8个数据位加一个起始位和一个停止位。

起始位是一个固定的逻辑0,停止位是一个固定的逻辑1。

那么在LIN总线中,逻辑0与逻辑1和物理电瓶如何对应呢

我们继续学习LIN的信号规范。

在LIN规范中,规定显信位是一个逻辑0。

对于发送节点,总线物理电瓶小于20%VSUP时即为0。

对于接收节点,总线物理电瓶小于40%VSUP时为0。

隐性位是一个逻辑1。

对于发送节点,总线物理电瓶大于80%VSUP时为1。

对于接收节点,总线物理电瓶大于60%VSUP时即为1。

以上规定了接收节点和发送节点的信号特征。

在数据传输过程中,发送节点和接收节点还需要进行同步,来保证数据传输的准确性。

下面我们介绍Lin总线的同步。

在LIN总线中,有初始同步和重同步两种同步方式。

首先我们介绍初始同步。

LIN主节点/重节点在每次报文传输开始时需要建立同步。

为了降低成本,LIN总线没有时钟线。

重节点一般采用低成本的RC振荡器,并允许最大14%的时钟偏差。

当总线处于空闲时,总线状态为逻辑1。

数据开始传输时,由LIN的主节点实现初始同步。

主节点会向总线发送同步间隔场和同步场数据。

同步间隔场至少由13个位的显信位和1个位的隐信位组成。

同步场数据为LIN(x)55。

当重节点接收到主节点发送的同步场数据后,

重节点测量同步场第一个和最后一个下降严之间的时间,并将此时间除以8。

由此计算出主节点的位时间。

同时,根据计算结果调整自身的位速率,从而使主节点和重节点的位速率一致。

初始同步实现了所有重节点时钟和主节点时钟同步。

但是,在实际应用中,各节点时钟精度是存在差异的。

在数据传输的过程中,由于这种时钟精度的差异可能会造成未传输的偏差。

在LIN总线中还有一种同步方式,为重同步。

LIN帧格式是基于UART的通行格式。

发送节点和接收节点可利用UART帧其实位的下降严进行同步。

尽量避免因时钟精度的差异而导致的传输偏差。

这个阶段的同步称之为重同步。

以上内容就是关于LIN总线物理层的介绍。

--LIN通信原理及帧结构--

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