lin協(xié)議適用于汽車內(nèi)進行低成本、短距離、低速網(wǎng)絡(luò)通信，其用途是傳輸開關(guān)設(shè)置狀態(tài)以及對開關(guān)變化響應(yīng)。本文詳細分析了lin總線協(xié)議的特性、消息協(xié)議的組成、檢錯機制等，并介紹如何基于picmicro器件來實現(xiàn)lin總線從節(jié)點。

    lin協(xié)議是由歐洲車輛制造商協(xié)會開發(fā)用來進行低成本、短距離、低速網(wǎng)絡(luò)通信，其用途是傳輸開關(guān)設(shè)置狀態(tài)以及對開關(guān)變化響應(yīng)，因此通信事件是在百毫秒以上時間內(nèi)發(fā)生，而不像引擎管理等其它速度快得多的汽車應(yīng)用。此協(xié)議支持在單根線上進行雙向通信，使用由rc振蕩器驅(qū)動的低成本微控制器，這樣可以省去晶振或陶瓷振蕩器的成本。另外，此協(xié)議實際上是以時間和軟件上的代價換取硬件上成本的節(jié)約。lin協(xié)議的每一條消息都包含自動波特率步進的數(shù)據(jù)，最高可以支持波特率為20k，同時低功耗睡眠模式可以關(guān)斷總線，以避免產(chǎn)生不必要的功耗�？偩�可以由任意一個節(jié)點提供電源。

    lin總線特性

    圖1：典型的lin協(xié)議配置。

    lin總線融合了i2c和rs232的特性：像i2c總線那樣，lin總線通過一個電阻上拉到高電平，而每一個節(jié)點又都可以通過集電極開路驅(qū)動器將總線拉低；像rs232那樣通過起始位和停止位標識出每一個字節(jié)，每一位在時鐘上異步傳輸。

    圖1給出了典型的lin協(xié)議配置。當任意一個節(jié)點將總線拉低時，總線處于低電平，標識著總線進入占用狀態(tài)；而當所有節(jié)點都使總線浮空時總線處于電池的電壓(9-18v)，則意味著總線處于非占用狀態(tài)(recessive state)；在空閑狀態(tài)下浮空的總線通過電阻被上拉到高電平。

    總線工作在9到18伏的電壓下，但所有連接到總線上的器件必須能承受40v的電壓。一般情況下，微控制器通過線路驅(qū)動器或接收器與總線隔離。總線在每一個節(jié)點上被端接到vbat，主節(jié)點通過一個1kω的電阻端接而從節(jié)點則通過一個20kω到47kω的電阻端接。總線最大長度為40米。

    總線上傳輸?shù)拿恳粋�字節(jié)都是與起始位和停止位一起組成幀。起始位的狀態(tài)與空閑狀態(tài)相反(即為0)，而停止位則與空閑狀態(tài)同為1。在每個字節(jié)中，首先傳輸?shù)氖亲畹陀行弧?/p>

    消息協(xié)議

    主節(jié)點控制總線的方式是輪詢各個從節(jié)點并與總線上其余部分共享從節(jié)點的數(shù)據(jù)。從節(jié)點僅在接到主節(jié)點的命令時才進行數(shù)據(jù)傳輸，這樣就可以進行雙向傳輸并且無需進一步的仲裁。消息傳輸是以主節(jié)點發(fā)出一次同步中斷開始，緊接著是消息的同步字段和消息字段。通過在每條消息的起始處傳送的同步字段還設(shè)定了整個總線的時鐘，每個從節(jié)點用該字節(jié)來調(diào)整其波特率。

    同步中斷使總線進入占用狀態(tài)，該狀態(tài)保持時間為13位數(shù)據(jù)的傳輸時間，緊接著是一個停止位(非占用狀態(tài))，這告知從節(jié)點即將有消息傳輸。主節(jié)點與從節(jié)點的時鐘漂移最大允許在15%，因此從節(jié)點接收的同步中斷可能只有11位或長達15位數(shù)據(jù)位的傳輸時間。

    每一條消息的第二個字節(jié)是標示字節(jié)，用來告知總線在該字節(jié)后面?zhèn)鬏數(shù)氖鞘裁磾?shù)據(jù)和哪一個節(jié)點應(yīng)該應(yīng)答，以及應(yīng)答的長度(標示字段如圖2所示)。一條命令僅會有一個從節(jié)點對其進行響應(yīng)，從節(jié)點僅在主節(jié)點的指示下才發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)只要出現(xiàn)在總線上，每一個節(jié)點都可以接收到。因此，無須主節(jié)點專門控制從節(jié)點之間的通信。

    圖2：標示字段組成。

    由于設(shè)計中采用廉價的rc振蕩器，從節(jié)點必須在每一次傳輸時檢測主節(jié)點的波特率并調(diào)整其自身當前的波特率。因此，每一次通信都由一個由交替的“0”和“1”組成的同步字節(jié)開始。標識字段緊跟在同步字段的后面，它告知總線后面?zhèn)鬏數(shù)膬?nèi)容是什么。標識字段又分為三個子字段，最低4位(0-3位)是尋址總線上的器件，中間兩位(4-5位)是后面?zhèn)鬏數(shù)南⒌拈L度，最高兩位(6-7)用作奇偶校驗位。

 &n