LIN总线⼊门
LIN总线是⽬前常见的⼀种A类⽹络协议。LIN的全称为Local Interconnect Network。LIN主要功能是为CAN总线⽹络提供辅助功能，应⽤场合有智能传感节点、⾃动车窗节点等。⽬前最新的LIN协议是LIN2.2，制定于2010年。LIN的⼀⼤优点是成本低，但其最⼤传输速率为
20Kbps。建议的通信速率如下，低速2400bps，中速9600bps，⾼速19200bps。根据OSI参考模型，LIN总线仅规范了数据链路层和物理层。
LIN的部分应⽤
LIN的特点如下：
1.采⽤单主多从的组⽹⽅式，⽆CAN总线那样的仲裁机制，最多可连接16个节点（1主15从）。
2.对硬件要求简单，仅需UART/SCI 接⼝，辅以简单驱动程序便可实现 LIN 协议。故⼏乎所有的MCU均⽀持LIN。
3.不需要单独的晶振，便能完成主、从节点的同步，硬件成本⼤幅降低。
4.仅使⽤⼀根信号线便可完成信息的传输，即所谓的单总线设备。
5.传输速率最⾼可达20Kbps，符合A类⽹络标准，满⾜车⾝控制需要。
6.LIN ⽹络中新节点的加⼊，对⽹络中其他原有节点的软硬件设计不会造成影响。
LIN⽹络主从节点的功能
LIN⽹络中的节点任务分为主机任务和从机任务两类。其中，主机任务只在主机节点上运⾏，⽽从机任务在主机节点和从机节点上均可运⾏。也就是说，主机节点可以实现主机任务和从机任务。
A.主机任务主要执⾏以下功能：
1.定义总线上的通信速率。（同步场？待考）
2.发送报⽂帧头，包含同步间隔场、同步场和标识符场三个部分。
3.监控总线通信，通过校验和确定数据正确性与否。
4.使从机进⼊唤醒或睡眠状态，并响应从机的唤醒要求。
B.从机任务既可运⾏于主机⼜可运⾏于从机，它主要完成以下功能：
1.等待主机任务发送的同步间隔，使从机与主机于同步场中获得同步。
2.分析标识符场，若与⾃⼰相关，则接收或发送数据，若与⾃⼰⽆关则什么都不做。
3.检查和发送校验和。
4.接受主机任务的唤醒和睡眠请求。
综上，主机报⽂的标识符能触发与之对应的不同从机之间的通信。
LIN报⽂的帧结构
LIN 总线上具有“显性”和“隐性”两种互补的逻辑电平。其中，显性电平（参考地电压）是逻辑 0，隐性电平（电源电压）是逻辑1。
LIN在总线上以具有固定格式的报⽂进⾏传递，但是这种报⽂数据段的长度是可以调整的。LIN⽹络中的所有节点（包括主机节点）都具有从机任务，当接到主机任务的报⽂信息时，它们中的某⼀个要对报⽂做出响应。
报⽂头仅可以由主机节点发出
LIN总线的⼀帧主要由两部分组成，即报⽂头（Header）和报⽂响应（Response）。其中，报⽂头是
由⼀个主机节点的主机任务发出的，⽽报⽂响应（以下简称响应）是由⼀个主机节点或从机节点的从机任务发出的。其中报⽂头由同步间隔场（最⼩13个显性位）、同步场（1个字节，数据不变，0x55）、和PID场（1个字节）三部分组成；报⽂响应由2/4/8个字节的数据场、校验和场（1个字节）所组成。报⽂头和响应之间有⼀个帧内空间分隔，最⼩空间为0。
LIN的帧结构（英⽂版）
LIN的帧结构（彩图版）LIN的帧结构
⽰波器采出来的LIN波形，能看出0x00和0x55
LIN 的字节场格式就是通常的“SCI”或“UART”串⾏数据格式(N81编码)。即每个字节场的长度是10个位定时(BIT TIME)：1bit起始位＋8bits数据位＋1bit停⽌位。
起始位(START BIT)是⼀个“显性”位，它标志着字节场的开始。接着是8个数据位，⾸先发送最低位。停⽌位(STOP BIT)是⼀个“隐性”位，它标志着字节场的结束。LIN报⽂帧中的同步场、标识符场、数据场、校验和场的格式都符合上述字节场的格式。
下⾯对⼏个重要的部分详细说明。
同步间隔场
间隔场是唯⼀⼀个不符合字节场格式的场。从节点需要检测到⾄少连续11个显性位才认为是间隔信号。
同步场
⼀个字节，即0x55。
LIN的被保护标识符场（PID场）
PID场定义了报⽂的内容和长度。如图，PID场分为6个标识符位和2个ID奇偶校验位。6个标识符位我们称之为ID。如果加上2个奇偶校验位就变成PID了，即Protected ID。6个标识符位中，标识符后两位为数据长度控制位。总的来看，ID的范围是0-0x3F。注意是ID，不是PID。要区分开。这⼀段要讲的是我们需要将LIN的ID与PID分清楚，不能混淆。
上图中的ID4和ID5为数据长度控制位（ID4是低位）。值为00或10时，数据长度为2个字节。值为01时，数据长度为4个字节。值为11时，数据长度为8个字节。在实际应⽤中，我并没有发现ID4和ID5与真实的数据长度有什么关系。接触到的LIN报⽂均为8个字节的数据。
P0和P1为奇偶校验位，算法如下：
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
int main()
{
short p0=0,p1=0;
short LIN_ID=0x22,PID=0x00;
p0 = (LIN_ID & 0x01) ^ ((LIN_ID & 0x02) >> 1) ^ ((LIN_ID & 0x04) >> 2) ^ ((LIN_ID & 0x10) >> 4); //按位异或
p0 = p0 & 0x01;
p1 = ~(((LIN_ID & 0x02) >> 1) ^ ((LIN_ID & 0x08) >> 3) ^ ((LIN_ID & 0x10) >> 4) ^ ((LIN_ID & 0x20) >> 5));
p1 = p1 & 0x01;
PID = (p1 << 7) | (p0 << 6) | LIN_ID;
printf("p0=%#x,p1=%#x,PID=%#X\n",p0,p1,PID);
system("pause");
return 0;
}
所谓奇偶校验就是在发送的每⼀个字节后都加上⼀位，使得每个字节中1的个数为奇数个或偶数个。接收⽅通过计算数据中1的个数是否满⾜奇偶性来确定数据是否有错。这个不⽤背，⽤的时候可以查表。
数据场
数据场主要需注意每个字节先传输的是最低位。即如果某⼀信号长度超过1个字节，采⽤低位在前的⽅式发送（⼩端）。
校验和场（checksum）
校验和场是数据场所有字节的和的反码。所有数据字节的和的补码，与校验和字节相加所得的和必须是0xFF。
算法（Classical）：累加所有字节。对每次加和进⾏判断，如果和⼤于0xFF，那么就把⾼⼋位的1，与低⼋位相加，其实就是低⼋位加
1（翻转⼋位和）。得到最后的结果后，取其反码，我们就得到了最后的校验和。参照下图理解⼀下。
如何算出LIN的校验和场
讲解⼀下上⾯的图，0x4A+0x55 = 0x9F这个没有疑问，再加0x93 = 0x132，很明显，超过了0xFF，分解为0x1和0x32，突出的⾼8位删除，加到低8位中，0x1+0x32=0x33。再加0xE5 = 0x118，⼜超了，0x1+0x18=0x19。取反（Not），0xE6。
练习：下图是⼀些LIN总线数据，以最后⼀组为例，2个0xFF之和为0x1FE，处理后仍然为0xFF。故8个0xFF加和之后仍为0xFF，取反码为0x00。
⼀组LIN报⽂
校验和场的两种类型
校验和场通常会有两种不同的类型，英⽂简称为CST（Checksum Type）。⼀种是classic checksum（LIN 1.3），⼀种是enhanced checksum(LIN 2.0及以上)。上⽂讲到的校验和场算法实际上是classic
的，即只对Data（数据场）进⾏校验和的计算。Enhanced Checksum 在计算时需要把PID也加⼊到计算队列中。
9600波特率下，ChecksumType为classic
下图是CST(校验和类型)为Enhanced时的报⽂形态。此时校验和的计算需要包含前⾯的PID字节。举例，下图中第⼀帧报⽂，ID为
0x02，PID通过查表（参考⽂献5）可得到对应的PID是0x42，0x42的反码是0xBD。原理上⼀样，只不过计算校验和的时候，需要把PID也放进去。
PLIN-USB收到的LIN报⽂，很详细
这⾥有个知识点⼀定要注意：标识符为0x3C和0x3D的帧只能使⽤经典校验，这两组帧是LIN的诊断帧。即LIN 2.0及以上才有的诊断帧，需要使⽤经典校验，不能将PID也加⼊到校验计算序列。⾃⼰写LIN驱动的⼩伙伴要格外注意。
⽤Kvaser收到的第⼀个LIN报⽂
LIN总线的布线组⽹
LIN⽹络的节点数量不应超过16个，否则节点增加将减少⽹络阻抗，会导致环境条件变差，从⽽不能进⾏正常的⽆错误通讯。BOSCH汽车电⽓与电⼦中这样描述，“LIN总线规范中没有规定总线允许的最⼤节点数。......但实际应⽤中，为了保证数据传输的可靠性，总线允许的最⼤节点数为16个。“
实验证明（该实验需要考证），每增加⼀个节点，就会减少约3％的阻抗；⽹络中的通讯导线长度应⼩于或等于40m；主机节点的总线端电阻典型值是1kΩ，从机节点是30 kΩ。
LIN总线的应⽤
LIN总线上可以传输的两类数据，信号报⽂和诊断报⽂。
诊断报⽂的输送是在具有两个保留标识符的帧⾥⾯完成的。数据场的判读取决于数据场本⾝以及通讯节点的状态。
LIN具有调度表机制。调度表负责调度⽹络各报⽂发送的顺序。调度表在⽹络系统设计阶段确定。调度表使得LIN通信具有可预测性。主任务可以拥有多个调度表，并在不同的调度表之间切换。
LIN的描述⽂件叫做LDF⽂件，可以设置报⽂帧，信号和调度表等。
LIN帧的分类
LIN帧按照帧类型来分类可以分为普通帧、事件触发帧、零星帧、诊断帧、⽤户⾃定义帧和保留帧。
普通帧的标识符(ID)为0到0x3B。主任务发出报⽂头，⼀个任务响应，⼀个或多个任务接收。
事件触发帧的标识符为0到0x3B。事件触发帧必须有⼀个独⽴的ID，该ID可以与多个普通帧相关联。在事件触发帧时隙内发送帧头，只有当相关联的⽆条件帧内有信号被更新时，才发送帧响应。帧响应的第⼀个数据字节等于标识符，即响应最多可以传输7个字节的数据；如果没有帧响应，帧头被忽略。帧响应可由多个节点发送，发⽣冲突时切换到“冲突解决调度表”，之后再切换回到原来的调度表。
零星帧表⽰共⽤⼀个时隙、在需要时才被发送的⼀组普通帧。标识符为0到0x3B。
诊断帧⽤来传输诊断或配置信息，⼀般包含8个字节数据。0x3C为主请求帧，0x3D为从响应帧（注意校验⽅式是classic！）。诊断响应基于ISO15765-2传输层和ISO14229应⽤层。
诊断帧
⽤户⾃定义帧标识符为0x3E，可以传输任何⽤户⾃定义的信息。
保留帧的标识符为0x3F。略。
关于LIN的版本
LIN2.0新增加了下列属性：“增强校验和（Enhanced）”、“重新配置和诊断”、“波特率⾃动探测”、“响应错误状态监控”。LIN2.0从机节点⽆法与LIN1.3主机节点操作。
关于睡眠
主节点可以发送⼀帧ID为0x3c，第⼀个字节为零的主请求帧来使处于⼯作状态的从节点进⼊睡眠。这帧报⽂称为睡眠指令。
从节点在接到睡眠指令之后，也可以选择不进⼊睡眠状态⽽继续⼯作，这根据应⽤层协议⽽定。
当总线空闲4到10秒的时候，所有从节点必须进⼊睡眠状态。（注：空闲的定义是没有显性位和隐性位之间的转换。）
关于唤醒
汽车入门
在⼀个处于睡眠状态的LIN⽹络中，任何⼀个节点都可以发送唤醒信号。
唤醒信号是⼀个250us到5ms的显性电平。
问题：这⾥的唤醒信号可否按照恒润的教程理解为在20Kbit/s波特率下的0x0F，或在1Kbit/s波特率下的0x0F？
当从节点发出唤醒信号之后150ms，主节点仍未发送报头时，从节点可以再次发送唤醒信号。当连续发送了3次唤醒信号之后如果主节点仍未发送报头，从节点要等待1.5秒以后才可以再次发送唤醒信号。
关于LIN的基础知识先介绍到这⾥。推荐⼀个帖⼦：《⽩话LIN总线》，很⽣动形象！
上的消息显⽰称，LIN2.2A为最后⼀版⾮ISO的LIN总线标准。
LIN总线最新的specification（规范）将会是ISO 17987 Part 1-7 中的⼀部分。