一種車輛多控制器診斷設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛多控制器診斷設備，包括單片機及其外圍接口模塊、車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊，所述單片機及其外圍接口模塊包括單片機、BSL模塊和串口RS232通訊模塊；所述單片機分別通過車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊實現(xiàn)與車輛各控制器、上位機的數(shù)據(jù)通信，所述BSL模塊對單片機進行設置，使單片機通過串口RS232通訊模塊從上位機加載不同啟動程序，車輛總線通訊模塊包括CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊。本實用新型實現(xiàn)與車載所有控制器匹配進行診斷通訊的功能，解決了一個控制系統(tǒng)匹配一套診斷設備，服務不便的問題。
【專利說明】
一種車輛多控制器診斷設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車輛控制器【技術領域】，尤其涉及一種車輛多控制器診斷設備。
【背景技術】
[0002]針對重型卡車發(fā)展情況來說，車載電控系統(tǒng)越來越多，可是沒有一種通用的診斷設備可以實現(xiàn)所有電控系統(tǒng)的下線檢測或故障等其他功能。只能針對每一個電控系統(tǒng)使用專門診斷設備，即每一個電控系統(tǒng)配備一套診斷設備，這樣就出現(xiàn)診斷設備種類多、攜帶不方便、采購成本高等諸多問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本實用新型提供一種車輛多控制器診斷設備，能實現(xiàn)對車輛所有電控系統(tǒng)進行診斷，具有操作方便、功能全面、便于攜帶、節(jié)省空間、節(jié)約成本等優(yōu)點
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采取如下技術方案:
[0005]一種車輛多控制器診斷設備，包括單片機及其外圍接口模塊、車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊，所述單片機及其外圍接口模塊包括單片機、BSL模塊和串口 RS232通訊模塊；所述單片機分別通過車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊實現(xiàn)與車輛各控制器、上位機的數(shù)據(jù)通信，所述BSL模塊對單片機進行設置，使單片機通過串口 RS232通訊模塊從上位機加載不同啟動程序。
[0006]更進一步的，車輛總線通訊模塊包括CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊。所述CAN總線通訊模塊用于單片機與發(fā)動機電控單元E⑶、后處理系統(tǒng)電控單元TCU、車輛控制單元DCU之間的數(shù)據(jù)通信；所述K-Line總線通訊模塊用于單片機與儀表控制器之間的數(shù)據(jù)通信；所述LIN總線通訊模塊用于單片機與車輛門控、空調(diào)電控單元之間的數(shù)據(jù)通信。
[0007]更進一步的，單片機與CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊之間分別連接有有光耦隔離芯片。
[0008]更進一步的，單片機與串口 RS232通訊模塊之間連接有光耦隔離芯片。
[0009]更進一步的，該設備還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括三部分:第一部分采用LDO型電源集成芯片，實現(xiàn)24V轉(zhuǎn)為5V和12V轉(zhuǎn)為5V的降壓轉(zhuǎn)換，為模擬電路部分提供5V電源；第二部分采用USB接口提供穩(wěn)定干凈的5V電源，為數(shù)字電路部分的芯片提供5V電源電源；第三部分采用LDO型電源集成芯片，將第二部分中USB接口提供的5V電源轉(zhuǎn)換為2.5V電源，為單片機提供2.5V電壓。
[0010]更進一步的，USB通訊模塊采用先進的USB收發(fā)器芯片，使本設計適用于WIN7及更高版本系統(tǒng)。
[0011]更進一步的，單片機采用16位高性能微控制芯片XC164CM。
[0012]有益效果:(I)本實用新型提供的車輛多控制器診斷設備，通過包括CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊的車輛總線通訊模塊，實現(xiàn)與車載所有控制器匹配進行診斷通訊的功能，解決了一個控制系統(tǒng)匹配一套診斷設備，服務不便的問題。
(2)本實用新型提供的車輛多控制器診斷設備，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，具有很好的通用性。
(3)本實用新型提供的車輛多控制器診斷設備采用BSL模塊對單片機進行BSL編程，使單片機加載不同啟動程序，從而使單片機工作在不同狀態(tài)模式下，是本設備能適用于各種診斷場景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型診斷設備的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為MCU引腳結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為車輛總線通訊部分電路連接示意圖。
[0016]圖4為上位機通訊部分電路連接示意圖。
[0017]圖5為固件結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流向示意圖。
[0018]圖6為MCU主循環(huán)流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型提供的一種車輛多控制器診斷設備，包括單片機(主控制單元MCU)及其外圍接口模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊。其中，單片機及其外圍接口模塊包括單片機、BSL (引導程序加載器)模塊和串口 RS232通訊模塊。車輛總線通訊模塊覆蓋了車輛所有的總線通訊方式，實現(xiàn)單片機與車輛各電控單元之間的數(shù)據(jù)通信；單片機通過USB通訊模塊與上位機進行數(shù)據(jù)通信；電源轉(zhuǎn)換模塊用于向單片機及其外圍接口模塊、車輛總線通訊模塊和USB通訊模塊提供電源。
[0021]本實施例中單片機采用英飛凌的16位高性能微控制芯片XC164CM，其管腳圖如圖2所示，64引腳封裝，含有2路同步/異步串口通道，2路高速同步串口通道，2路CAN總線接口，14個AD接口。
[0022]單片機及其外圍接口模塊中，BSL模塊用于上位機對單片機進行BSL編程，使單片機加載不同啟動程序，從而使單片機工作在不同狀態(tài)模式下。BSL模塊是通過改變單片機的P9.4、P9.5和TRST三個引腳的電平電壓，使單片機處于BSL編程狀態(tài)，當單片機處于BSL編程狀態(tài)時，才可對單片機下載啟動程序。如圖4所示，單片機與串口 RS232通訊模塊之間連接著光耦隔離芯片，單片機是通過RS232通道從上位機進行啟動程序下載。
[0023]本實施例中，USB通訊模塊采用先進的USB收發(fā)器芯片，以全速(12Mbps)的速率進行數(shù)據(jù)傳輸。如圖4所示，單片機與USB芯片的硬件連接，單片機與USB芯片通過AD [7:0]與D10[7:0]引腳連接，進行并行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度快，性能穩(wěn)定。WR#和RD#低有效，分別是寫選通和讀選通引腳，識別USB收發(fā)器芯片的通訊狀態(tài)。AO是地址鎖存功能，在多路地址/數(shù)據(jù)總線中，下降沿關閉地址信息鎖存，將其固定為低電平用于單地址/數(shù)據(jù)總線配置。INT#也是低有效，是中斷輸出。DM和DP是USB與上位機通訊的數(shù)據(jù)線。
[0024]如圖3所示，車輛通訊模塊包括CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊，CAN總線通訊模塊與單片機連接，主要用于對現(xiàn)有車輛發(fā)動機電控單元E⑶、自動變速器電控單元TCU、后處理系統(tǒng)電控單元DCU等電控單元的故障診斷、程序刷寫、數(shù)據(jù)監(jiān)控的功能；K-Line總線通訊模塊是用于單片機與儀表控制器建立通訊，完成程序刷寫等功能；LIN總線通訊模塊是用于單片機與車輛門控、空調(diào)等電控單元的通訊，完成故障診斷等功能。如圖3所示，單片機與各總線通訊模塊之間連接光耦器件，起到信號隔離，抗干擾信號的作用。
[0025]本實施例中，電源轉(zhuǎn)換模塊分為三部分:一部分采用LDO (線性穩(wěn)壓器)型電源集成芯片LM7805，實現(xiàn)24V轉(zhuǎn)為5V和12V轉(zhuǎn)為5V的降壓轉(zhuǎn)換，為本實用新型硬件電路模擬部分電路所有芯片提供5V電源，因此適用于24V和12V供電系統(tǒng)；另一部分采用USB接口提供穩(wěn)定干凈的5V電源，為數(shù)字部分電路的芯片提供電源，如USB收發(fā)芯片和MCU ;還有一部分采用LDO型電源集成芯片LM317，將USB接口提供的5V電源轉(zhuǎn)換為2.5V電源，如圖2所示，為單片機的VDDI提供2.5V電壓。
[0026]本實用新型診斷設備軟件設計基于固件程序控制下運行，如圖5、圖6固件結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流向示意圖所示，其包括主程序、中斷程序、USB設備請求處理程序及USB命令接口程序,主程序主要完成硬件及軟件初始化,發(fā)送USB請求、處理USB總線事件、定時調(diào)用其他子程序。中斷程序分為多個中斷類型程序，如串口 RS232通訊中斷程序、USB通訊中斷程序、CAN總線通訊中斷程序、K-Line總線通訊中斷程序及LIN總線通訊中斷程序。USB設備請求處理程序完成USB設備標準請求和其他定義請求的處理。USB命令接口程序是對USB器件進行操作模塊的子程序集。
[0027]由于車輛通訊模塊集成車輛各控制器傳輸總線形式，并且BSL模塊對單片機進行不同啟動程序的刷寫，使得本實用新型可以有針對性的適用于已知車輛控制器的診斷情形。初始狀態(tài)時，需完成對本設計固件程序的刷寫才可以使用，使用時，將本設計連接到車輛OBD診斷接口上，通過上位機軟件即可對車輛各控制器進行診斷。
[0028]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:包括單片機及其外圍接口模塊、車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊，所述單片機及其外圍接口模塊包括單片機、BSL模塊和串口RS232通訊模塊；所述單片機分別通過車輛總線通訊模塊、USB通訊模塊實現(xiàn)與車輛各控制器、上位機的數(shù)據(jù)通信，所述BSL模塊對單片機進行設置，使單片機通過串口 RS232通訊模塊從上位機加載不同啟動程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:所述車輛總線通訊模塊包括CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:所述CAN總線通訊模塊用于單片機與發(fā)動機電控單元E⑶、后處理系統(tǒng)電控單元T⑶、車輛控制單元D⑶之間的數(shù)據(jù)通信；所述K-Line總線通訊模塊用于單片機與儀表控制器之間的數(shù)據(jù)通信；所述LIN總線通訊模塊用于單片機與車輛門控、空調(diào)電控單元之間的數(shù)據(jù)通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:所述單片機與CAN總線通訊模塊、K-Line總線通訊模塊、LIN總線通訊模塊之間分別連接有有光耦隔離芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:所述單片機與串口 RS232通訊模塊之間連接有光耦隔離芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:該設備還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括三部分:第一部分采用LDO型電源集成芯片，實現(xiàn)24V轉(zhuǎn)為5V和12V轉(zhuǎn)為5V的降壓轉(zhuǎn)換，為模擬電路部分提供5V電源；第二部分采用USB接口提供穩(wěn)定干凈的5V電源，為數(shù)字電路部分的芯片提供5V電源電源；第三部分采用LDO型電源集成芯片，將第二部分中USB接口提供的5V電源轉(zhuǎn)換為2.5V電源，為單片機提供2.5V電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:所述USB通訊模塊采用USB收發(fā)器芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛多控制器診斷設備，其特征在于:所述單片機采用16位高性能微控制芯片XC164CM。
【文檔編號】G05B23/02GK204166380SQ201420632222
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】高發(fā)廷, 郭慶波, 王柯, 王釗, 張瑩 申請人:中國重汽集團濟南動力有限公司