基于线的汽车天窗马达通讯系统的设计

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1、万方数据基于K线的汽车天窗马达ECU通讯系统的设计李华刚，殷跃红，徐文超，俞雪锋(上海交通大学机器人所，上海200240)摘要：着重研究K线在PC机与汽车天窗马达ECU通讯中的应用，先介绍IS09141通讯标准和K线通讯特点，然后分别从系统的整体结构、硬件结构、软件结构等方面进行说明。关键词：K线S—RecordECUWebasto车顶供暖系统有限公司是世界著名的车顶供暖系统设备供应商，在中国占有大量市场份额。在将天窗马达装配到天窗之前，要进行多项操作和测试，具体包括：装配测试、短路测试、接地测试、软件版本验

2、证、硬件版本验证、读取序列号、参数写入与读出和运转测试。参数写入与读出是整个周期中的一个重要的环节。参数写入的过程主要是将此参数的版本号信息、温度传感器、电流传感器、电压传感器上下限的值以及天窗滑动过程中的速度上限值等一些天窗运行过程中要满足的指标信息写入ECU中；而从ECU中读出的信息包括：此图1系统整体结构(2)FileDecoder读取、识别两种文件格式中的数据，储存在应用程序中供用户使用，并进行文件之间相互转换的操作。(3)MessageHaJldler负责把应用程序中的参数数据按照WebastoTe

3、le．g豫mSpecification格式打包准备发送，也负责把接收到的数据按照同样协议拆包，识别后保存在应用程序中。(4)CommunicationAgent应用程序通过调用该层次模块实现对串行通信接口的透明操作。(5)COMMAPIWindows串行接口API函数库。(6)KBUS一232ADA船ER、用来实现PC机到汽车天窗马达ECU信息传递的硬件单元。2硬件结构此汽车天窗马达ECU通讯系统中，其所选的硬件是基于IS09141通讯协议的K线通讯的，所以这里先说明一下K线通讯的特点，然后在此基础上说明此天

4、窗马达ECU通讯系统设计时所采用的硬件结构。《电子技术应用》2007年第1期本刊邮箱：eta@ncse．com．cn77万方数据2．1诊断K线通讯特点根据SAE规定的OBD标准，车辆行业使用K、L线进行诊断和标定。通过K线对某个控制单元进行查询，通过K线、测试仪和控制单元可进行数据交换。换句话说，即通过K线数据被双向传送(从测试仪到控制单元以及从控制单元到测试仪)。最近生产的车上都装有K线。而L线则是用来对控制单元进行查询的导线，此线在目前生产的车辆中已经不存在。由于串口的普及，所以K线实现起来更容易。而逻辑

5、电平的改变，只是需要转换电路。因此本系统采用K线的通讯方式。由于K线只是一根线，而PC机与控制单元都要向对方发出信息，所以可以判定此线是半双工串行通讯。K线通讯主要有以下特点：(1)双方采用半双工异步串行通讯。(2)工作电压范围为8—18V。(3)使用环境温度为一40。C～125oC。(4)最大速度是50kbps。(5)支持大电流。(6)与单片机CMOS电平无缝连接。(7)具有对地线保护作用。(8)串行通讯码的每个单元包括10位二进制数据，分别为起始位、8位数据、停止位，每个单元发送完毕后设有空闲等待。(9)

6、双方的通讯以“行”为单位轮流发送，即PC机发送一行消息后，ECU再发送一行消息，反之亦然。(10)一信息行由下列数据组成：第一位数据表示本行还要发送多少数据；第二个数据用来表示关键码，表示此次用来完成什么样的操作，如开始参数、写数据到以下关系：12V电源供电：G珊+c0肼s7．2nF；cⅢ茎2nF；24V电源供电：cI删+G0唧≤5nF；％s2nF。假定K线通讯波特率最大为10．4kbps，若通讯波特率高于最大波特率，则必须减小允许电容；反之，必须增加允许电容。同时，在车辆诊断网络设计时，必须保证任何ECU信

7、息不能引起其它ECU进行数据通讯，在诊断仪初始化时，只能有一个ECU响应，或若干个ECU按一定顺序响应。2．3K线电路连接方式K线通讯本质上为半双工串口通讯。为保证准确、可靠的数据通讯，ECU和K线都必须有正确的电平。在K线系统中，发送时若电压低于工作电压的20％，则认为逻辑“O”，高于工作电压的80％，则定义为逻辑“1”；接收时低于工作电压的30％为逻辑“0”，高于工作电压的70％为逻辑“1”，电压在工作电压的30％一70％之间状态不确定。由以上分析可知，其电平与常用的串口电平不一致，因此必须设计专门的K线

8、接口电路，以满足车辆K线诊断要求。图2为利用L9637D完成的K线接口转换电路。K线可双向传递数据，系统初始化后先传递ECU地址，连接成功后用于信息交换，典型接口转换芯片有ST公司的L9637D和MotoIDla公司的33290等。L9637D是一个与IS09141标准功能兼容的集成芯片，是专门为车辆诊断而开发的双向、半双工通讯接口芯片。3软件结构此汽车天窗马达ECU通讯系统中所使用的参数主要有两种