CN108983667A - 实现外设与车载模块单向通信的方法及其电平转换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车载模块通信方法技术领域，尤其涉及一种实现外设与车载模块单向通信的方法及其电平转换电路，包括以下步骤：输出设定电压值区域的方波电压；将方波电压转换为所述车载电器模块的MCU能识别的电平值；车载模块采用端口实时监测电平值，当识别到预设的通信开始代码时，外设与车载模块开始通信，全部通信完成后，再发一段结束代码至MCU作为通信结束标志。本发明的发明目的在于提供一种实现外设与车载模块单向通信的方法，采用本发明提供的技术方案解决了现在不具备总线的车载模块需要将车载模块与汽车分离才能实现通信的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及车载模块通信方法技术领域，尤其涉及一种实现外设与车载模块单向通信的方法及其电平转换电路。
背景技术
在汽车电子系统中，常常有对车载电器件通信的需求，比如软件升级，发送指令等。如果该电器件带有CAN/LIN等接口，可以免拆车通过预留的总线接口进行通信；如果该电器件不具备总线，而又有装车后的通信需求，比如升级软件，则需要拆下该器件，通过PCB上的烧录点或者通信端口实现通信。
对于不具备总线的电器件，碰到某些黑盒子项目拆车非常麻烦，特别是针对已经卖到消费者手上的车，工时消耗是非常巨大的；拆车过程中造成车辆外观或性能损坏，产生经济损失；如需在不拆车的情况下获得车载模块通信，则需要设计价格高昂的通信接口芯片，造成零部件成本上升。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种实现外设与车载模块单向通信的方法及其电平转换电路，采用本发明提供的技术方案解决了现在不具备总线的车载模块需要将车载模块与汽车分离才能实现通信的技术问题。
为了达到上述发明目的，本发明一方面提供一种实现外设与车载模块单向通信的方法，包括以下步骤：
S100、输出设定电压值区域的方波电压代替带MCU的车载电器模块的供电电源；
S200、将所述方波电压转换为所述车载电器模块的MCU能识别的电平值；
S300、设定电压值区域的中值区，以电压值区域的最小阈值至所述中值区之间的电压范围经过转换得到的电平值为低电平，对应的数字信号为0，以所述中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围经过转换得到的电平值为高电平，对应的数字信号为1；
S400、车载模块采用端口实时监测电平值，当识别到预设的通信开始代码时，外设与车载模块开始通信，全部通信完成后，再发一段结束代码至MCU作为通信结束标志。
在步骤S100中，输出设定电压值区域的方波电压代替带MCU的车载电器模块的电源；优选的，通过可编程电源输出所述方波电压；且所述方波电压的电压值为10V～15V。
优选的，在步骤S200中，通过电平转换电路将所述方波电压转换为所述车载电器模块的MCU能识别的电平值。
在步骤S300中，设定电压值区域的中值区；优选的，所述中值区为12V～13V。
优选的，所述电压值区域的最小阈值至所述中值区之间的电压范围为10V～12V，所述中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围为13V～15V。
优选的，所述电压值区域的最小阈值至所述中值区之间的电压范围经过转换得到的电平值为0V～1.5V，对应的数字信号为0；所述中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围经过转换得到的电平值为3.5V～5V，对应的数字信号为1。
本发明另一方面还提供一种电平转换电路，包括三极管、工作电源、电池、上拉电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和稳压二极管；所述上拉电阻通过工作电源接入所述三极管的集电极；所述电池与所述三极管的基极之间依次接入第一电阻、二极管和第二电阻；所述三极管的发射极接地，且通过所述第三电阻接入基极；所述三极管的集电极接入MCU接收端口。
可选的，所述三极管替换为MOS管，或者运放电压比较器。
本发明通过方波电压代替带MCU的车载电器模块的供电电源，再将方波电压转换为MCU可识别的高低电平，无需拆车即可实现与车载电器模块之间建立通信连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例通信方法流程框图；
图2为本发明实施例可编程电源输出方波电压示意图；
图3为本发明实施例电路连接示意图；
图4为本发明实施例电平转换的仿真结果；
图5为本发明实施例电平转换电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在汽车电子系统中，对于不具备总线的电器件，需要拆下该器件才能实现通信和烧录。
请参见图1，为了解决上述技术问题，本实施例提供一种实现外设与车载模块单向通信的方法，包括以下步骤：
S100、输出设定电压值区域的方波电压代替带MCU的车载电器模块的供电电源。
在该步骤中，通过可编程电源输出方波电压。由于车载零部件工作电压范围是9－16V，请参见图2，为了实现免拆机，可采用可编程电源按预先设定好的程序编码出10－15V的方波电压。
请参见图3，如果要给带MCU的车载电器模块，例如空调控制器或者仪表，通信或者烧程序，只需拔掉供电电源，如蓄电池的正极，接上初始电压为10V的可编程电源。
S200、将方波电压转换为车载电器模块的MCU能识别的电平值。
点火钥匙达到ON状态，将10V的电压转换为MCU能识别的电平值。
S300、设定电压值区域的中值区，以电压值区域的最小阈值至中值区之间的电压范围经过转换得到的电平值为低电平，对应的数字信号为0；以中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围经过转换得到的电平值为高电平，对应的数字信号为1。
本实施例中以10－15V的方波电压，中值区为12V～13V为例做详细说明，，以12.5V为中心值，电压值区域的最小阈值至中值区之间的电压范围为10～12V，中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围为13V～15V。
请参见图4，以工作电压为5V的MCU为例，10～12V转换得到的0V～1.5V被识别为低电平，对应的数字信号为0；13V～15V转换得到的3.5V～5V则被识别为高电平，对应的数字信号为1。
S400、车载模块采用端口实时监测电平值，当识别到预设的通信开始代码时，外设与车载模块开始通信，全部通信完成后，再发一段结束代码至MCU作为通信结束标志。
在该步骤中，可编程电源输出预先编号的通信指令作为通信开始点，比如0101，也可以根据车载模块进行相应的调整设置，由车载模块识别后接收即可，当外设与车载模块之间全部通信完成后，再发一段结束代码至车载模块的MCU作为通信结束标志，还可以在程序中预设反馈指令，比如完整接收所有指令后，开机某LED闪烁3次表示传输正常。
基于上述实现外设与车载模块单向通信的方法，本发明实施例提供了一种应用于步骤S200中的电平转换电路，用于将方波电压转换为车载电器模块的MCU能识别的电平值。
请参见图5，该电平转换电路包括三极管Q2、工作电源、电池、上拉电阻R10、第一电阻R8、第二电阻R11、第三电阻R9和稳压二极管D2。其中上拉电阻R10通过工作电源接入三极管Q2的集电极；电池与三极管Q2的基极之间依次接入第一电阻R8、稳压二极管D2和第二电阻R11；三极管Q2的发射极接地，且通过第三电阻R9接入基极；三极管Q2的集电极接入MCU接收端口。
具体的，工作电源的电压值为5V或3.3V，上拉电阻R10、第一电阻R8和第二电阻R11的电阻值均为10kΩ，第三电阻R9的电阻值为100kΩ。
在本实施例中，电平转换电路中的元器件参数可根据可编程电源以及MCU的工作电压进行调整，例如三极管可以采用用MOS管来实现；另外电平转换电路也可以有其他形式，比如运放或者电压比较器等。只要是将电源线上传输的方波转化为MCU能识别的方波的方式，都是本专利需要保护的内容。
本发明通过方波电压代替带MCU的车载电器模块的供电电源，再将方波电压转换为MCU可识别的高低电平，并且没有延迟，虽然有反向，但可以在程序中预先定义即可，无需拆车即可实现与车载电器模块之间建立通信连接。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种实现外设与车载模块单向通信的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、输出设定电压值区域的方波电压代替带MCU的车载电器模块的供电电源；
S200、将所述方波电压转换为所述车载电器模块的MCU能识别的电平值；
S300、设定电压值区域的中值区，以电压值区域的最小阈值至所述中值区之间的电压范围经过转换得到的电平值为低电平，对应的数字信号为0，以所述中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围经过转换得到的电平值为高电平，对应的数字信号为1；
S400、车载模块采用端口实时监测电平值，当识别到预设的通信开始代码时，外设与车载模块开始通信，全部通信完成后，再发一段结束代码至MCU作为通信结束标志。
2.根据权利要求1所述的方法，在步骤S100中，输出设定电压值区域的方波电压代替带MCU的车载电器模块的电源；其特征在于：通过可编程电源输出所述方波电压。
3.根据权利要求2所述的方法，在步骤S100中，输出设定电压值区域的方波电压代替带MCU的车载电器模块的电源；其特征在于：所述方波电压的电压值为10V～15V。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在步骤S200中，通过电平转换电路将所述方波电压转换为所述车载电器模块的MCU能识别的电平值。
5.根据权利要求4所述的方法，在步骤S300中，设定电压值区域的中值区；其特征在于：所述中值区为12V～13V。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述电压值区域的最小阈值至所述中值区之间的电压范围为10V～12V，所述中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围为13V～15V。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述电压值区域的最小阈值至所述中值区之间的电压范围经过转换得到的电平值为0V～1.5V，对应的数字信号为0；所述中值区至电压值区域的最大阈值之间的电压范围经过转换得到的电平值为3.5V～5V，对应的数字信号为1。
8.一种应用于根据权利要求4中的电平转换电路，其特征在于：包括三极管、工作电源、电池、上拉电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和稳压二极管；所述上拉电阻通过工作电源接入所述三极管的集电极；所述电池与所述三极管的基极之间依次接入第一电阻、二极管和第二电阻；所述三极管的发射极接地，且通过所述第三电阻接入基极；所述三极管的集电极接入MCU接收端口。
9.根据权利要求8所述的电平转换电路，其特征在于：所述三极管替换为MOS管。
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