图解分流法Lin自动寻址策略

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图解分流法Lin自动寻址策略

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图解分流法Lin自动寻址策略

Lin自动寻址的机制依赖于集成了Lin Phy和MCU的芯片上有控制向Lin总线上注入电流，并检测Lin总线上电流的能力，或者需要Lin从机节点的电路系统设计实现。然后，需要配合Lin主机和Lin从机节点之间的通信协议，最终才能实现自动寻址。

组装难题

Lin总线经常用于连接许多完全相同的Lin从节点。这些Lin从节点需要分配不同的ID，并按其ID装配到正确的位置。

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图x 空调控制器和出风口控制单元

如果位置装错，就会导致控制异常。例如在下图x中所示，在安装失误的情况下，原本要发送给主驾驶位的电机0x02启动吹风的命令，就会送到副驾驶位的电机上，启动副驾电机吹风。
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图x 如果位置装错，就会导致控制异常

如果没有Lin自动寻址的情况下，就需要为每个位置的电机单独备货，并且增加了装配的复杂性，容易出错，提高了生产成本。

降本增效

如果可以在装配时进行任意安装，然后装配完成后，再通过某种机制，使得每个Lin执行器识别出自己所在的位置，并自动学习正确的地址（自动寻址），这样使用同一个套备货，并且能提高装配效率，降低生产成本。

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图x 无差别的任意安装

自动寻址

“Lin BUS Shunt Slave Node Position Detection” 是一种Lin自动寻址策略，该策略采用迭代的方法，即：“多次迭代，由远及近，每次一个”。每次迭代仅识别出最远端节点，并进行学习；本次迭代结束后，将这个已完成学习的从节点从Lin总线上暂时性地排除，下一次迭代再识别出本次的最远端节点，最终完成所有从节点的自学习。

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图x 多次迭代，由远及近，每次一个

最远节点

那么，如何识别最远节点呢？

多个Lin从节点以 菊花链 的形式连接，每个从节点都有可控的电流源向Lin总线注入电流，同时每个节点可以采集自己内部Lin总线上的电流。如图x所示。

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图x Lin从节点向Lin数据线上注入电流

在Lin从节点自动寻址期间，除了最左侧的Lin主节点的低边MOS是导通的，所有其他Lin从节点的低边MOS都是断开的。这样上面电路就有一个很好的"电流汇集"特性，所有注入Lin总线的电流在Lin总线上逐渐汇集，最远端节点采集的电流永远是"最小"的。

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图x 电流汇集后远端节点采集到的电流最小

电流阈值

利用这个特性，Lin节点自身就可以来识别自己是不是最远端节点！为此，我们只需要设置一个电流阈值I_diff，使其小于单个Lin节点注入Lin总线的电流。这样对于最远端节点，由于它的采样电流小于I_diff，而对于其他节点的采样电流经过累加，总是大于I_diff的。

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寻址步骤

首先，约定在整个地址自学习期间，只有最左侧主节点的低边MOS是导通的，所有从节点的低边MOS都是断开的。

Step1：所有从节点都将电流源注入Lin总线，此时最远端从节点的采样电流为0 < I_Diff，其余从节点的采样电流都 > I_Diff，这样，所有的从节点都知道自己是不是最远端的节点。

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Step2：主节点广播发出地址分配指令 ID = 0x0F，只有最远端节点会接收指令，并将自己的地址配置为0x0F
Step3：0x0F节点完成地址配置后，通过关闭开关，将其暂时从Lin总线排除。其余节点仍将电流源注入。这样可以识别出次远端节点。
Step4：主节点发出地址分配指令 ID = 0x0E，只有本次的最远端节点会接收指令，并将自己的地址配置为0x0E
重复上述步骤，直到所有从节点都完成地址自学习

注意：工程上标准的Lin自动寻址分为7步，并采用两级电流源，两次仲裁（第一次选出多个备选最远节点，第二次选出唯一的最远节点）。这是因为工程上需要增加考虑下面几个因素：

消除普通Lin从节点（非BSM自学习Lin从节点）注入Lin总线电流的影响
考虑电流负载的因素，注入的电流源不能太大
考虑到采样电路精度的问题，注入电流源又不能太小

物理接线

以elmos的e521.31芯片为例，介绍Lin自动寻址技术的硬件连接方式。

为了实现Lin自动寻址技术，采用了一种不同于传统Lin的连接方式，如图x所示。主节点引出来的Lin信号线连接到第一个子节点的LIN_M引脚，其中的LIN_S引脚连接到下一个节点的LIN_M引脚，其余从节点依次连接。图x中的LIN_S_LAST为最后一个相连从机节点的LIN_S，实现完成的链路。

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图x Lin节点以菊花链方式连接

为了满足Lin自动寻址需求，在芯片中增加了一些硬件：LIN_M和LIN_S之间加入采样电阻、2mA的上拉电流源，以及采样电阻上的采样电路。如此，总线系统中的从机必须以菊花链方式接入。

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图x Lin节点内部的电流源和采样电路

在集成MCU的LIN节点中，通过软件控制EN_PU和EN_AA开关的状态，改变分流电阻R_shurt两端的电压差，并经由运放放大后通过软件控制允许在U_AA处观察到电压差，通过这一系列控制以及计算实现Lin自动寻址编址。

参考文献

《图解Lin自动寻址》
https://zhuanlan.zhihu.com/p/619034449
《"分流法LIN自动寻址策略"的分析》
https://zhuanlan.zhihu.com/p/615065669
《分流法Lin自动寻址策略"的分析》
https://zhuanlan.zhihu.com/p/615065669
《Lin BUS Shunt Slave Node Position Dectection.pdf》
https://www.lin-cia.org/fileadmin/microsites/lin-cia.org/resources/documents/Bus_Shunt_Revision_1.pdf
《Lin自动寻址技术在车载系统上的应用 https://wenku.baidu.com/view/d08b92ab4793daef5ef7ba0d4a7302768e996f28.html?wkts=1716184675307