3-3MOST總線系統(tǒng)原理與分析P1同學們好，今天我們要學習的內(nèi)容是MOST總線系統(tǒng)原理與分析。P2本節(jié)課的任務(wù)目標如下。1.知識目標（1）了解MOST總線工作模式；（2）了解MOST總線的數(shù)據(jù)傳輸邏輯；（3）了解光纖工作原理。重點和難點分別是MOST總線的數(shù)據(jù)傳輸邏輯和MOST總線工作模式2.技能目標（1）能夠執(zhí)行MOST總線系統(tǒng)診斷測試；（2）能夠根據(jù)MOST總線診斷測試結(jié)果判斷故障原因。3.思政目標（1）培養(yǎng)學生舉一反三的思維能力；（2）通過學生小組合作探究，培養(yǎng)學生的團隊合作意識；（3）培養(yǎng)學生規(guī)范意識、嚴謹認真的職業(yè)精神。P3任務(wù)導入，我們先看一個案例：故障現(xiàn)象：一輛2009年生產(chǎn)的奧迪A6L轎車，行駛里程12.8萬公里，車主反映該車的CD音響不能工作。原因分析：經(jīng)檢查，CD設(shè)備確實不工作，但也伴隨電話機、導航屏播放視頻、車載TV等多個系統(tǒng)不能正常運行。初步分析是通訊故障所致，該車采用的是MOST總線系統(tǒng)，需要對MOST系統(tǒng)進行完整診斷和排故。如果你是維修技師，你該如何檢修？P4【任務(wù)分析】為了分析任務(wù)，我們來了解本任務(wù)相關(guān)的理論知識。首先，我們了解一下光纖的工作原理如圖所示，光纖由幾層構(gòu)成。纖芯是光纖的核心部分，是光波的傳輸介質(zhì)，也可以稱為光波導線。纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根據(jù)全反射原理幾乎無損失地傳輸。透光的反射涂層是由氟聚合物制成的，它包在纖芯周圍，對全反射起關(guān)鍵作用。黑色遮光包層是由尼龍制成的，用來防止外部光源照射，避免產(chǎn)生干擾，彩色包層起到識別、保護及隔熱作用。P5那光纖是怎么工作的呢？（1）直的光纖：在直的光纖中，光波是按全反射原理在纖芯表面以Z字形曲線傳輸?shù)?。?）彎曲的光纖：在彎曲的光纖中，通過全反射在纖芯的涂層面上反射，可以實現(xiàn)光波的正常傳輸，但光纖的曲率不宜過大。（3）全反射：當一束光波以小角度照射到折射率高的材料與折射率低的材料之間的界面時，光束就會被完全反射，這種現(xiàn)象稱為光波的全反射。P6（4）光纖中的纖芯是折射率高的材料，涂層是折射率低的材料，所以全反射發(fā)生在纖芯的內(nèi)部。光波能否發(fā)生全反射，取決于從內(nèi)部照射到界面的光波角度，如果該角度過陡，那么光波就會離開纖芯，從而造成較大損失。當光纖彎曲或彎折過度時就會出現(xiàn)這種情況，造成光波傳輸?shù)乃p，甚至失真。為此，要求光纖的彎曲半徑不可小于25mm。P7（5）專用插頭為了能將光纖連接到控制單元上，在光學傳輸系統(tǒng)中使用了一種專用插頭。插座本體上有一個光波信號傳輸方向箭頭，表示光波傳輸方向（通向接收器）。插頭殼體就是光纖與控制單元的連接處。光波通過纖芯的端面?zhèn)魉椭量刂茊卧陌l(fā)射器/接收器。在生產(chǎn)光纖時，為了將光纖固定在插頭殼體內(nèi)，使用了激光焊接的塑料端套或黃銅端套。P8（6）光纖端面為了能使光波傳輸過程中的損失盡可能小，光纖的端面應(yīng)光滑、垂直、潔凈，如下圖所示，只有使用專用的切割工具才能達到上述要求。切割面上的污垢和刮痕會產(chǎn)生很高的損耗（衰減）。光學端面通過內(nèi)芯線的端面，光被傳送到控制單元中的發(fā)射機/接收機。光纖上被安裝了激光焊接的塑料套圈或壓接式的黃銅套圈，因此它能夠被固定在插頭外殼中的正確位置。P9（7）光信號的發(fā)送過程如圖所示，光信號的傳輸類似于電信號的傳輸，發(fā)光二極管將收發(fā)機送來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號（如數(shù)字信號為010101，轉(zhuǎn)化成光信號為亮-滅-亮-滅-亮-滅）。這些光信號通過光纖傳到下一個控制單元后，由該控制單元內(nèi)部的光電二極管將光信號重新轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。P10接下來我們了解一下MOST總線工作模式（一）休眠模式處于休眠時，MOST總線內(nèi)沒有數(shù)據(jù)交換，裝置處于待命狀態(tài)，靜態(tài)電流降至最小值；此時，只能由系統(tǒng)管理器發(fā)出的光波啟動脈沖來激活。進入休眠模式的條件如下：1）MOST總線系統(tǒng)上的所有控制單元都已準備好要切換到休眠模式；2）其他總線系統(tǒng)沒有通過網(wǎng)關(guān)提出任何要求；3）故障自診斷系統(tǒng)沒有處于工作狀態(tài)。在上述的條件下，MOST總線可通過下述方法切換到休眠狀態(tài)。1）在蓄電池放電時，由蓄電池管理器經(jīng)網(wǎng)關(guān)切換到休眠狀態(tài)。2）通過診斷儀器激活“傳輸模式”，使MOST總線系統(tǒng)切換到休眠狀態(tài)P11（二）備用模式MOST總線系統(tǒng)處于備用模式時，無法為用戶提供任何服務(wù)，給人的感覺就像系統(tǒng)已經(jīng)關(guān)閉一樣。但這時MOST總線系統(tǒng)仍在后臺運行，所有的輸出介質(zhì)（如顯示屏、收音機放大器等）都不工作或不發(fā)聲。備用模式在發(fā)動機啟動及系統(tǒng)持續(xù)運行時被激活。進入備用模式的條件如下：1）由其他數(shù)據(jù)總線通過網(wǎng)關(guān)激活，如駕駛員側(cè)車門門鎖打開、車鑰匙插入點火開關(guān)、點火開關(guān)ON擋接通等。2）由MOST總線上的某個控制單元來激活，如外界打入的電話等。P12（三）通電工作模式MOST總線系統(tǒng)處于通電工作模式時，控制單元完全接通，MOST總線上有數(shù)據(jù)交換，用戶可使用影音娛樂、通信、導航等所有功能。進入通電工作模式的前提條件有如下幾點：1）MOST總線處于備用狀態(tài)；2）其他數(shù)據(jù)總線通過網(wǎng)關(guān)激活MOST總線系統(tǒng)（如顯示屏工作、點火開關(guān)二檔閉合）；3）用戶操作影音娛樂設(shè)備來激活MOST總線系統(tǒng)（如通過多媒體操縱單元的功能選擇按鈕）。P13第三個內(nèi)容，我們講解MOST總線的數(shù)據(jù)傳輸邏輯先看信息幀1.脈沖頻率MOST系統(tǒng)管理器以44.1kHz的脈沖頻率向環(huán)型總線上的下一個控制單元發(fā)送信息幀。由于使用了固定的時間光柵和脈沖頻率，MOST系統(tǒng)允許傳遞同步數(shù)據(jù)。在MOST系統(tǒng)中，音頻和視頻信息必須以同步數(shù)據(jù)形式，用相同的時間間隔來發(fā)送。MOST系統(tǒng)采用的44.1kHz這個固定的脈沖頻率與數(shù)字式音頻、視頻裝置（如CD機、DVD機、收音機）的傳輸頻率是相同的，可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的脈沖頻率同步。P142.信息幀的結(jié)構(gòu)如下圖所示，一個MOST信息幀的大小為64個字節(jié)（1個字節(jié)為8位）。P15其結(jié)構(gòu)以下部分組成：1）起始區(qū)：表示一個信息幀的開始，每段信息幀都有自己的起始區(qū)。2）分界區(qū)：分界區(qū)用于區(qū)分起始區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。3）數(shù)據(jù)區(qū)：MOST總線在數(shù)據(jù)區(qū)最多可將60個字節(jié)的有效數(shù)據(jù)發(fā)送到控制單元。數(shù)據(jù)分為兩種類型：一是同步數(shù)據(jù)，如音頻和視頻信息；二是異步數(shù)據(jù)，如圖片、用于計算的信息及文字信息等。數(shù)據(jù)區(qū)的分配是可變的，數(shù)據(jù)區(qū)的異步數(shù)據(jù)在0~36個字節(jié)，同步數(shù)據(jù)在24-60個字節(jié)，同步數(shù)據(jù)的傳輸具有優(yōu)先權(quán)。異步數(shù)據(jù)根據(jù)發(fā)射器/接收器的地址（標識符）和可用異步總?cè)萘?，?個字節(jié)為一個數(shù)據(jù)包被記錄并發(fā)送到接收器上。P164）校驗字節(jié)：兩個校驗字節(jié)傳送發(fā)射器/接收器地址（標識符）和接收器的控制指令（如放大器音量增大或音量減?。┬畔?。一個信息組中的校驗字節(jié)在控制單元內(nèi)匯成一個校驗信息幀。一個信息組中有16個信息幀。校驗信息幀內(nèi)包含控制和診斷數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由發(fā)射器傳送到接收器，稱之為根據(jù)地址進行的數(shù)據(jù)傳輸。這些信息包括發(fā)射器與前部信息控制單元之間的通信、接收器與音頻放大器之間的通信以及控制信號（音量增大或減小）等。5）狀態(tài)區(qū)：包含用于給接收器發(fā)送信息幀的信息。6）奇偶校驗區(qū)：用于最后檢查數(shù)據(jù)的完整性，該區(qū)的內(nèi)容將決定是否需要重復(fù)一次發(fā)送過程。P17【任務(wù)總結(jié)】本節(jié)講述了光纖的工作原理、MOST總線的工作模式和MOST總線的數(shù)據(jù)傳輸邏輯，MOST總線的工作模式是本節(jié)的重點。1）光纖工作原理纖芯是光纖的核心部分，是光波的傳輸介質(zhì)，也可以稱為光波導線。纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根據(jù)全反射原理幾乎無損失地傳輸。透光的反射涂