Измерение сигналов автомобильной шины LIN и анализ формы волны — осциллограф

Thread Content

Помимо протокола CAN в сетевой связи автомобилей существует ещё один недорогой способ обмена данными — система LIN. Его английское название — «Local Interconnect Network». Шина LIN основана на протоколе серийной связи UART/SCI (универсальный асинхронный приемопередатчик/последовательный интерфейс) и в основном используется для серийной связи между интеллектуальными датчиками и исполнителями. Обмен данными между различными системами, использующими шину LIN, осуществляется контрольным блоком посредством шины CAN. Особенностью LIN является то, что он используется в качестве системы управления с мастер-слейв архитектурой: одна главная система может управлять до 16 подсистем. Подсистемы имеют возможность только взаимодействовать с главной системой; они не могут обмениваться данными друг с другом, а также не могут взаимодействовать с модулями, находящимися вне сети LIN. LIN обычно используется в системах управления дверями; например, в системах электропривода стекол дверей автомобилей Ford Mondeo и Cruze применяется управление по принципу LIN. В качестве примера здесь рассмотрим двигатель стеклоочистителя в автомобилях Audi, управляемый с помощью шины LIN. Подключите кабель BNC-на-розетку типа «банан» к каналу номер один осциллографа. Подключите иглу к красной части банана и вставьте её в контакт для сигнала LIN-шины на разъеме автомобиля. Черный разъем на корпусе банана соединяется с крокодильчиком к отрицательному полюсу аккумулятора или к надежной земле шасси. Поскольку максимальное напряжение на шине LIN обычно составляет около 12 В, можно установить вертикальный масштаб осциллографа на 2 В/деление, а время срабатывания — примерно на 500 мкс. Затем откройте меню декодирования осциллографа, настройте шину LIN и выберите скорость передачи данных, соответствующую измеряемому сигналу. При настройке уровня порога шины в диапазон отображения формы волны можно увидеть декодированные данные. Можно изменить способ триггерирования на декодирование по шине и установить соответствующий ID кадра для стабилизации формы волны. На рисунке ниже показаны сигналы управления двигателем стеклоочистителей автомобиля Audi по LIN-шине. Форма импульсов шины LIN — это квадратный сигнал, который представляет бинарные значения в потоке серийных данных. У видимой волноформы не должно быть заметных искажений и шумовых избыточностей. Декодирует пакеты данных для отображения содержимого данных в реальном времени в шестнадцатеричном формате во время активности шины. “«ID кадра» отображается желтым цветом; на приведенном выше изображении это число 23. «Данные» отображаются белым цветом, а «сумма проверки» — зеленым. Если сумма проверки неверна, она отображается красной буквой «E». Если на LIN-шину не передаётся никакой информации (шина свободна) или на неё передаётся бит с уровнем логики «низкий», то максимальным значением на сигнале LIN-шины будет уровень логики «низкий». При передаче доминантного бита трансмиттер в управляющем блоке подключает шину LIN к земле. Это проявляется в минимальном значении сигнала на шине LIN, то есть на доминирующем уровне. Формат информации в шине LIN состоит из начального сообщения (заголовок информации) и ответа (ответ/содержимое информации). Начальное сообщение (заголовок информации) передается периодически главным управляющим блоком LIN и состоит из зоны синхронизационной паузы, зоны синхронизационного разделения, синхронизационной зоны и зоны идентификации ； Ответ (содержимое сообщения/реакция), отправляемый главным контрольным узлом LIN или вспомогательным контрольным узлом.