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測量汽車LIN總線信號及波形分析-示波器

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汽車網絡通信中除了CAN的通信方式外,還有另外一種低成本通信方式——LIN系統。它的英文是“Local Interconnect Network”,LIN總線基于UART/SCI(通用異步收發器/串行接口)的串行通信協議,主要用于智能傳感器和執行器的串行通信,車上各個LIN總線系統之間的數據交換是由控制單元通過CAN數據總線實現的。

LIN特點是用作主從控制系統,一個主控系統可以帶最多16個子系統,并且子系統只具備與主系統通信的功能,各個子系統之間無法通信,也不能與LIN網絡之外的系統模塊進行通信。
LIN一般應用于車門控制系統,比如福特蒙迪歐致勝和克魯茲的車門電動玻璃控制系統就采用LIN控制。

我們這里以測量奧迪汽車LIN總線控制的雨刷電機為例。
連接一條BNC轉香蕉頭線到示波器的通道一上。連接一根刺針到紅色香蕉頭,刺入到車輛上的插頭里面的LIN總線數據信號端子上。香蕉頭的黑色接頭接一個鱷魚夾到蓄電池負極或良好的底盤接地上。
由于LIN總線一般最大值在12V左右,因此可以設置示波器的垂直檔位為2V/div,時基可以設置為500μs左右。然后打開示波器的解碼菜單,進行LIN總線配置,選擇與被測信號相匹配的波特率。調節總線閾值電平到波形顯示范圍內,就可以看到解碼數據了。可以將觸發方式改為總線解碼觸發,設置合適的幀ID來穩定波形。

如下圖就是奧迪汽車雨刷電機LIN總線控制信號。
LIN總線波形是一個方波,代表著串行數據流里的二進制狀態。所見的波形應該沒有明顯的變形和噪音毛刺。解碼數據包以十六進制顯示總線活動時的實時數據內容。“幀ID”顯示顏色為黃色,上圖中即是23,“數據”顯示顏色為白色,“校驗和”顯示顏色為綠色,如果校驗和錯誤,以紅色“E”顯示。

如果無信息發送到LIN數據總線上(總線空閑)或者發送到LIN數據總線上的是一個隱性位,LIN總線信號上的最大值即隱性電平。
當傳輸顯性位時,發送控制單元內的收發器將LIN數據總線接地。表現為LIN總線信號上的最小值,即顯性電平。

LIN總線的信息格式由起始報文(信息標題)和應答(回應/信息內容)兩部分組成。
起始報文(信息標題)由LIN主控制單元按周期發送,由同步暫停區、同步分界區、同步區、識別區構成;應答(回應/信息內容),由LIN主控制單元或從控制單元發送。

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