虹科分享 | 如何精准判断LIN总线从节点是否在线？

引言

今天给大家分享一个比较实用的方法：如何精准地判断LIN总线上的从节点是否与主节点通讯。

也许这时你会觉得奇怪：“我直接用诊断电脑读取故障码不就知道了？LIN总线的从节点当前如果不能通讯，肯定会报出相应的故障代码出来。”

没错，最开始我也是这么认为的，直到我遇到了这样的故障：单个从节点不通讯，但其供电电源以及通讯线都没任何问题。更换了多个全新的配件，故障却依然存在。这个时候就开始怀疑，是配件质量问题？还是自己判断的方向就错误了呢？

这时可能又有朋友说，测一下这个节点的微电流，不就行了？或者拔模块做个译码，看看无响应的ID数量有没有变化？但如果我们既没有高精度的电流钳，也不熟悉译码诊断方法，还有没有简单有效的方法，能够识别从节点的通信状态呢？

当然有。当你掌握了今天分享的这个方法，你同样可以放心大胆地确定故障点！

01

波形采集

测量工具准备：电阻、汽车示波器

这里我们以虹科Pico汽车示波器为例，使用LED小试灯替代电阻，以下是简易的接线图：

注：电阻/小试灯的电阻值不宜过大，千欧即可

图1 示波器与LED试灯的连接图

我们在主节点和从节点的LIN总线上串入一个电阻，然后将汽车示波器接入电阻的两端，分别测量其两端的电压波形即可。

这样做的目的很简单，就是利用电阻进行分压，通过对比电阻加入后帧头与应答部分的变化，即可识别从节点能否与主节点正常通信。听上去也许有些难以理解，我们不妨通过一个实测波形来详细了解。

02

实测波形分析

首先，我们需要知道，正常的LIN总线波形是怎样的？

如图2，LIN总线遵循主问从答，或者主问主答的通信规则，表现为规则标准的方波。正常情况下，高电平约为12V，低电平约为0V。

图2 正常的LIN总线波形

那串入电阻后，波形又应是怎样的？如图3，以从节点能够与主节点正常通信为例，加入电阻后的波形会产生以下变化：

图3 可正常通信状态下串入试灯后的波形

靠近主节点（A通道）测得的波形

主节点发送帧头阶段（图 3 红色方框区域）：

主节点内部开关闭合，主动拉低 LIN 总线电压。A 通道测量点位于「主节点与串联电阻之间」，拉低动作不受串联电阻分压影响，因此测得的波形为标准 0~12V 方波，帧头的显性低电平为 0V 左右，隐性高电平维持 12V，无异常抬高。

从节点发送应答阶段（图 3 蓝色方框区域）：

从节点主动拉低 LIN 总线电压，拉低动作发生在串联电阻的另一侧。A 通道测量点位于「串联电阻与主节点之间」，串联电阻产生分压效应，导致测得的显性低电平被抬高（无法降至 0V），仅隐性高电平仍维持 12V。

图4 测量点位置靠近主节点

靠近从节点（B通道）测得的波形

主节点发送帧头阶段：

主节点主动拉低 LIN 总线，拉低动作发生在串联电阻的另一侧。B 通道测量点位于「串联电阻与从节点之间」，串联电阻产生分压效应，导致测得的显性低电平被抬高（无法降至 0V），仅隐性高电平仍维持 12V。

从节点发送应答阶段：

从节点主动拉低 LIN 总线，B 通道测量点位于「从节点与串联电阻之间」，拉低动作不受串联电阻分压影响，因此测得的波形为标准 0~12V 方波，应答段的显性低电平为 0V 左右，隐性高电平维持 12V，无异常抬高。

图4 测量点位置靠近主节点

通过这种方法，我们仅需在大量LIN总线数据帧中，找到出现【低电平异常抬高】的数据帧，即可确认被测从节点能够与主节点正常通信。

当然，如果你有一把高精度的电流钳，直接测量从节点处的LIN线电流，将会是更为快捷高效的方法。如果没有，那么希望今天我所分享的方法，会对你有所启发。

注：此前，刘轩帆老师也曾发表过一个案例，借助波形判断异常电阻所在的位置，与本文中采取的方法原理相通，详见：虹科免拆案例 | 2017 款东风雪铁龙天逸车车窗玻璃升降功能异常

本文作者

应良卿

玉山连通车服技术总监

2021年开始接触示波器诊断与NVH问题分析诊断，目前是国内通过示波器诊断汽车故障的佼佼者。获得2023年上饶市“振兴杯”汽车技术、新能源汽车智能化技术职业技能竞赛新能源组三等奖。2023年被《汽车维修技师杂志》聘为“波形分析专修站”栏目专家委员。

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