基于車載CAN總線故障診斷儀設(shè)計(jì)方案

上電后，首先對(duì)CAN模塊進(jìn)行初始化。然后初始化nRF2101，并與接收端建立連接。當(dāng)發(fā)送完CAN數(shù)據(jù)后沒有收到ACK信號(hào)時(shí)，就跳頻；然后通知發(fā)送端準(zhǔn)備接收重發(fā)的CAN數(shù)據(jù)，直到接收到ACK信號(hào)。

為了防止空中干擾，采用了自動(dòng)跳頻的空中協(xié)議，即無論是否接收到ACK信號(hào)都進(jìn)行跳頻，因此可以防止某個(gè)頻段的強(qiáng)干擾，進(jìn)而降低誤碼率。

3.2 接收端軟件設(shè)計(jì)

接收端軟件流程如圖6所示。軟件設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)功能：第一是實(shí)現(xiàn)枚舉；第二是實(shí)現(xiàn)將接收到的數(shù)據(jù)通過USB上傳到PC。上電后，首先完成對(duì)TMU3100 的配置，并與PC機(jī)枚舉；枚舉成功后就對(duì)nRF2401進(jìn)行配置，并與發(fā)射端建立連接。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包后，首先判斷是CAN數(shù)據(jù)還是重傳數(shù)據(jù)命令。如果是 CAN數(shù)據(jù)包，則向發(fā)射端返回ACK信號(hào)并跳頻，然后將接收到的數(shù)據(jù)通過USB傳至PC；如果是重傳命令，則先跳頻，然后置重傳標(biāo)志，表示下個(gè)數(shù)據(jù)包是重傳的數(shù)據(jù)包。

TMU3100被配置為標(biāo)準(zhǔn)HID類，這樣就不用為設(shè)備開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序，而是使用Windows提供的標(biāo)準(zhǔn)HID類驅(qū)動(dòng)程序。

3.3 PC端軟件設(shè)計(jì)

PC端軟件由應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序組成。Windows為標(biāo)準(zhǔn)USB沒備提供了完善的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)，本系統(tǒng)采用Windows自帶的HID類驅(qū)動(dòng)，只要將 TMU3100配置為HID類，即可完成與PC機(jī)的通信。這省去了開發(fā)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，極大地簡(jiǎn)化了上位機(jī)軟件的開發(fā)。

上位機(jī)的應(yīng)用程序首要實(shí)現(xiàn)的功能是，要實(shí)現(xiàn)對(duì)TMU3100端點(diǎn)的讀寫，用VC++語言編寫，可以把USB設(shè)備當(dāng)成文件來操作。用CreateFiile ()函數(shù)獲得USB句柄，為讀訪問或?qū)懺L問打開指定端點(diǎn)。用DeviceControl()來進(jìn)行控制操作，用ReadFile()從指定端點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)，用WriteFile()向端點(diǎn)寫入數(shù)據(jù)。

當(dāng)CAN總線上的數(shù)據(jù)被采集到PC后，就可以進(jìn)行故障診斷了。故障診斷代碼是依照KWP2000應(yīng)用層規(guī)定的故障代碼設(shè)計(jì)的，是目前國(guó)際上通用的，現(xiàn)將其應(yīng)用于CAN的應(yīng)用層，將來可以用全新的CAN上層協(xié)議取代。故障診斷代碼定義在SSF14230中。SAE J1979中，由車輛制造商或系統(tǒng)供應(yīng)者定義的服務(wù)標(biāo)志符數(shù)值的不同范圍，如表1所列。

此表中以十六進(jìn)制數(shù)表示的服務(wù)標(biāo)志符，同數(shù)據(jù)鏈路層中數(shù)據(jù)字節(jié)內(nèi)的SID服務(wù)識(shí)別字節(jié)對(duì)應(yīng)。不同的SID值代表不同的服務(wù)請(qǐng)求，故障診斷程序必須符合此應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，才能識(shí)別不同的十六進(jìn)制代碼所代表的不同的故障信息。



4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的2．4G無線車載CAN總線故障診斷儀，由于采用了自動(dòng)跳頻的空中協(xié)議，所以誤碼率幾乎接近零，在14 m內(nèi)仍能進(jìn)行可靠的工作。系統(tǒng)使用國(guó)際上通用的診斷代碼，使程序具有通用性和實(shí)用性；以PC作為硬件平臺(tái)，無需專門開發(fā)硬件平臺(tái)，可大大降低開發(fā)成本并且易于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)和維護(hù)；使用USB接口和2．4G無線通信，具有即插即用、不受空間限制、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)。