CN113157617A - 车用控制器pwm通信和uart通信复用的装置、方法 - Google Patents

车用控制器pwm通信和uart通信复用的装置、方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置，包括：控制器，其包括内部的控制板以及对外的第一复用引脚和第二复用引脚，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚用于与汽车ECU连接，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚在所述控制板的控制下，可同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换。本发明对PWM功能的引脚和UART功能的引脚进行引脚复用，在对外引脚数量有限制的场合，保留PWM通信和UART通信的同时，通过引脚复用，可以在不拆开控制器的情况下，通过UART通信进行配置和升级，可大大提高配置升级维护时的效率并降低成本。

Description

车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置、方法
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，具体而言，涉及一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置、方法。
背景技术
在汽车上，部分应用场景下，控制器需要通过PWM接口与汽车ECU进行通信，实现控制/诊断信息的传递。同时控制器还需要通过UART接口与汽车ECU进行通信，实现汽车ECU对控制器的配置/固件升级。这使得控制器需要对外提供PWM引脚和UART引脚，对外引脚数量较多，无法适用于引脚数量有限的场合。在简化控制器对外引脚时，将UART配置/升级接口隐藏在控制器内部，在需要配置/升级的时候再把控制器拆开。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置。
本发明实施例提供了一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置，所述装置包括：
控制器，其包括内部的控制板以及对外的第一复用引脚和第二复用引脚，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚用于与汽车ECU连接，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚在所述控制板的控制下，可同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换；
其中，所述第一复用引脚对应的第一功能和第二功能分别为PWM信号输出功能和UART数据发送功能，所述第二复用引脚的第一功能和第二功能分别为PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
作为本发明进一步的改进，所述第一复用引脚为PWM OUT引脚和UART TX引脚共用的一个引脚，所述第二复用引脚为PWM IN引脚和UART RX引脚共用的一个引脚。
作为本发明进一步的改进，所述第一复用引脚为PWM OUT引脚和UART TX引脚连接后形成的一个引脚，所述第二复用引脚为PWM IN引脚和UART RX连接后形成的一个引脚。
作为本发明进一步的改进，所述控制器上电后，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚默认同时处于各自对应的第一功能，
所述控制板根据所述汽车ECU发送的PWM信号，以确定是否控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能。
作为本发明进一步的改进，所述控制板根据所述汽车ECU发送的PWM信号，以确定是否控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能；
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能。
作为本发明进一步的改进，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，所述第一PWM信号具有第一占空比，所述控制板根据所述第一PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第二PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第二PWM信号具有第二占空比。
作为本发明进一步的改进，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，所述第三PWM信号具有第三占空比，所述控制板根据所述第三PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行UART通信。
作为本发明进一步的改进，所述汽车ECU发送UART字符串，并按照预定转换关系生成高低电平序列，作为所述第三PWM信号，其中，所述UART字符串采用HEX序列。
作为本发明进一步的改进，所述UART字符串的格式为：8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS，所述UART字符串的一个字符的HEX值占用10bit位。
作为本发明进一步的改进，所述控制器与所述汽车ECU的UART通信结束后，将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，所述第四PWM信号具有第四占空比，所述控制板根据所述第四PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第五PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第五PWM信号具有第五占空比。
本发明实施例还提供了一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的方法，所述方法包括：
控制板根据汽车ECU发送的PWM信号，控制与所述汽车ECU连接的第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换；
其中，所述第一复用引脚对应的第一功能和第二功能分别为PWM信号输出功能和UART数据发送功能，所述第二复用引脚的第一功能和第二功能分别为PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
作为本发明进一步的改进，所述控制板根据汽车ECU发送的PWM信号，控制与所述汽车ECU连接的第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换，包括：
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能；
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能。
作为本发明进一步的改进，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，所述第一PWM信号具有第一占空比，所述控制板根据所述第一PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第二PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第二PWM信号具有第二占空比。
作为本发明进一步的改进，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，所述第三PWM信号具有第三占空比，所述控制板根据所述第三PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行UART通信。
作为本发明进一步的改进，所述汽车ECU发送UART字符串，并按照预定转换关系生成高低电平序列，作为所述第三PWM信号，其中，所述UART字符串采用HEX序列。
作为本发明进一步的改进，所述UART字符串的格式为：8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS，所述UART字符串的一个字符的HEX值占用10bit位。
作为本发明进一步的改进，所述控制器与所述汽车ECU的UART通信结束后，所述方法还包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，所述第四PWM信号具有第四占空比，所述控制板根据所述第四PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第五PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第五PWM信号具有第五占空比。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被处理器执行以实现所述的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现所述的方法。
本发明的有益效果为：
对PWM功能的引脚和UART功能的引脚进行引脚复用，在对外引脚数量有限制的场合，保留PWM通信和UART通信的同时，通过引脚复用，可以在不拆开控制器的情况下，通过UART通信进行配置和升级，可大大提高配置升级维护时的效率并降低成本。
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，下面将对实施例或现有技术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些实施例，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为本发明一示例性实施例所述的现有技术中控制器的对外引脚示意图；
图2为本发明一示例性实施例所述的一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置的对外引脚示意图；
图3为本发明一示例性实施例所述的PWM功能和UART功能的引脚不属于同一个引脚时的示意图；
图4为本发明一示例性实施例所述的汽车ECU通过UART设备连接控制器的示意图；
图5为本发明一示例性实施例所述的车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置的工作流程示意图。
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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明的描述中，所用术语仅用于说明目的，并非旨在限制本发明的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定所述元件、步骤、操作和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件，不代表顺序，且不对这些元件起限定作用。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。结合以下附图，这些和/或其他方面变得显而易见，并且，本领域普通技术人员更容易理解关于本发明所述实施例的说明。附图仅出于说明的目的用来描绘本发明所述实施例。本领域技术人员将很容易地从以下说明中认识到，在不背离本发明所述原理的情况下，可以采用本发明所示结构和方法的替代实施例。
本发明实施例所述的一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置，如图2所示，所述装置包括：
控制器，其包括内部的控制板以及外对的第一复用引脚和第二复用引脚，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚用于与汽车ECU连接，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚在所述控制板的控制下，可同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换；
其中，所述第一复用引脚对应的第一功能和第二功能分别为PWM信号输出功能和UART数据发送功能，所述第二复用引脚的第一功能和第二功能分别为PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
在汽车上，部分应用场景下，控制器需要通过PWM接口与汽车ECU进行通信，PWM通信的特点是简单，易于实现与整合，非常适用于控制命令简单的场景，通过输出不同占空比的PWM方波，实现控制/诊断信息的传递。同时控制器还需要通过UART接口与汽车ECU进行通信，实现自身的配置/固件升级。相关技术中，汽车ECU在对控制器进行配置/固件升级时，需要控制器提供额外的UART配置/升级接口(如图1所示中的UART RX引脚和UART TX引脚)，使得控制器对外引脚数量较多。也有简化控制器对外引脚的方案，将UART配置/升级接口隐藏在控制器内部，在需要配置/升级的时候再把控制器拆开。
本发明所述装置，对PWM功能的引脚和UART功能的引脚进行引脚复用，在对外引脚数量有限制的场合，保留PWM通信和UART通信的同时，通过引脚复用，可以在不拆开控制器的情况下，通过UART通信进行配置和升级，可大大提高配置升级维护时的效率并降低成本。
一种可选的实施方式中，所述第一复用引脚为PWM OUT引脚和UART TX引脚共用的一个引脚，所述第二复用引脚为PWM IN引脚和UART RX引脚共用的一个引脚。
一种可选的实施方式中，所述第一复用引脚为PWM OUT引脚和UART TX引脚连接后形成的一个引脚，所述第二复用引脚为PWM IN引脚和UART RX连接后形成的一个引脚。
上述PWM IN引脚表示用于实现PWM信号输入的引脚，UART RX引脚表示用于实现UART数据接收的引脚，PWM OUT引脚表示用于实现PWM信号输出的引脚，UART TX引脚表示用于实现UART数据发送的引脚。可以理解的是，本发明所述控制板需要支持PWM信号输出和输入，支持UART数据发送和接收。PWM功能和UART功能的引脚在控制器对外接口上，其中，PWM功能和UART功能的引脚可以属于同一个引脚，也可以属于不同的引脚。其中，PWM功能和UART功能的引脚属于同一个引脚表示，PWM IN引脚和UART RX引脚属于同一引脚，PWM OUT引脚和UART TX引脚属于同一引脚。相应的，PWM功能和UART功能的引脚属于不同的引脚表示，PWM IN引脚和UART RX引脚属于不同的引脚，PWM OUT引脚和UART TX引脚属于不同的引脚。
PWM功能和UART功能的引脚属于同一个引脚时，可以理解为芯片端MCU上直接配置有两个复用引脚，其中一个复用引脚用于实现PWM信号输出功能和UART数据发送功能，作为第一复用引脚，这个复用引脚可以理解为PWM OUT引脚和UART TX引脚共用的一个引脚，另一个复用引脚用于实现PWM信号输入功能和UART数据接收功能，作为第二复用引脚，这个复用引脚可以理解为PWM IN引脚和UART RX引脚共用的一个引脚。
PWM功能和UART功能的引脚不属于同一个引脚时，可以理解为控制板上的芯片端MCU上配置有四个引脚，分别用于实现PWM信号输出功能、UART数据发送功能、PWM信号输入功能和UART数据接收功能，可以通过在控制板上将实现PWM信号输出功能和UART数据发送功能的两个引脚连接后复用成一个引脚，作为第一复用引脚，将实现PWM信号输入功能和UART数据接收功能的两个引脚连接后复用成一个引脚，作为第二复用引脚。举例说明，如图3所示，负责PWM信号输出的PWM OUT引脚和负责UART数据发送的UART TX引脚(图3中示意为PWMOUTA引脚和TXA引脚)属于不同的引脚，将两个引脚连接后，接至三极管T1的基极，复用为对外(与汽车ECU连接)的一个第一复用引脚(图中示意为PWMOUT引脚)，第一复用引脚用于实现PWM信号输出功能和UART数据发送功能。负责PWM信号输入的PWM IN引脚和负责UART数据接收的UART RX引脚(图中示意为PWMINA引脚和RXA引脚)属于不同的引脚，将两个引脚连接后，接至三极管T2的基极，复用为对外(与汽车ECU连接)的一个第二复用引脚(图中示意为PWMIN引脚)，第二复用引脚用于实现PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
一种可选的实施方式中，所述控制器上电后，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚默认同时处于各自对应的第一功能，
所述控制板根据所述汽车ECU发送的PWM信号，以确定是否控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能。
本发明所述装置，控制器上电后，控制器默认处于PWM功能，即第一复用引脚处于PWM信号输出功能，第二复用引脚处于PWM信号输入功能。此时，对于芯片端MCU上直接配置有两个复用引脚时，将这两个复用引脚默认分别处于PWM信号输出功能和PWM信号输入功能。对于芯片端MCU上配置有四个引脚时，将其中的PWM OUT引脚和PWM IN引脚功能处于使能状态，UART RX引脚和UART RX引脚功能处于禁用状态。例如图3中，PWMOUTA和PWMINA引脚功能处于使能状态，TXA引脚和RXA引脚功能处于禁用状态。
可以理解的是，在控制器上电后，控制器可以实时接收汽车ECU发送的PWM信号。根据PWM信号的占空比来确定是否进行PWM通信和UART通信的切换，也即确定是否将两个复用引脚从默认的第一功能切换至第二功能。两个复用引脚处于第一功能时，可以理解为控制器处于PWM模式。两个复用引脚处于第二功能时，可以理解为控制器处于UART模式。
一种可选的实施方式，所述控制板根据所述汽车ECU发送的PWM信号，以确定是否控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能；
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能。
在确定将两个复用引脚继续保持第一功能而不进行切换时，控制器继续处于PWM模式，控制器与汽车ECU在这种模式下进行PWM通信，实现控制器和汽车ECU之间信息的传递，汽车ECU可以实时发送PWM指令给控制器，控制器可以实时向汽车ECU汇报自身的运行状态。在确定将两个复用引脚从第一功能切换至第二功能时，控制器切换至UART模式，控制器与汽车ECU在这种模式下进行UART通信，实现汽车ECU对控制器的配置或固件升级。
一种可选的实施方式，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，所述第一PWM信号具有第一占空比，所述控制板根据所述第一PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第二PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第二PWM信号具有第二占空比。
可以理解的是，控制器上电后在PWM模式下，控制器和汽车ECU之间进行的是PWM通信，第一复用引脚和第二复用引脚默认处于PWM功能，控制器与汽车ECU之间可以实时发送PWM信号，控制器可通过汽车ECU发送的PWM信号，将该PWM信号的占空比作为控制命令实现汽车ECU对其的控制，同时控制器运行的状态信息通过不同占空比的PWM信号返回给汽车ECU，实现控制/诊断信息在控制器和汽车ECU之间的传递，这里不同占空比表示区别于汽车ECU发送的PWM信号的占空比。举例说明，如图3所示，控制器上电后，PWMOUTA引脚和PWMINA引脚处于使能状态，TXA引脚和RXA引脚处于禁用状态，此时，汽车ECU实时发送的PWM信号通过PWMIN引脚传输至控制器内，并通过PWMINA引脚传输至控制板，控制板计算该PWM信号的占空比，使用该占空比数值作为控制命令，同时控制板根据控制器自身的运行状态，以不同占空比的PWM信号通过PWMOUTA引脚传输至PWMOUT引脚，最后传输至汽车ECU。
一种可选的实施方式，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，所述第三PWM信号具有第三占空比，所述控制板根据所述第三PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行UART通信。
可以理解的是，当汽车ECU需要对控制器进行配置或固件升级时，汽车ECU会发送一个具有特定占空比PWM信号，该占空比区别于PWM模式下的PWM信号的占空比，当控制器接收到具有这种特定占空比的PWM信号时，即可判断出需要对控制器进行配置或升级，就需要切换至UART模式。举例说明，如图3所示，汽车ECU通过PWMIN输出一个特定占空比的PWM信号，当该PWM信号的占空比不满足预定义，即不满足切换条件，则仍然将该信号作为普通的PWM信号处理，继续保持PWMOUTA引脚和PWMINA引脚处于使能状态，TXA引脚和RXA引脚处于禁用状态。而当该PWM信号的占空比满足预定义，即满足切换条件，则将PWMOUTA引脚和PWMINA引脚禁用，同时将TXA引脚和RXA引脚处于使能状态，此时，汽车ECU即可通过PWMOUT与PWMIN引脚进行UART通信，进行参数配置、程序升级等一系列活动。
一种可选的实施方式，所述汽车ECU发送UART字符串，并按照预定转换关系生成高低电平序列，作为所述第三PWM信号，其中，所述UART字符串采用HEX序列。
在需要配置或固件升级时，如图4所示，通过UART设备连接控制板的两个复用引脚，该UART设备发送特定的字符HEX序列，来模拟特定的PWM占空比序列，使控制板进入配置/固件升级模式，汽车ECU即可对其进行配置/固件升级。可以理解的是，发送的字符HEX序列，需要确保产生的物理高低电平，在控制器进行PWM波形检测的时候，能符合PWM波形的固定周期要求。UART字符HEX值与模拟得到的PWM占空比序列的占空比具备一个特定转换关系，转换关系可以根据具体的UART格式来进行设置。
一种可选的实施方式，所述UART字符串的格式为：8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS，所述UART字符串的一个字符的HEX值占用10bit位。
上述为一种示例性UART格式，8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS.一个UART字符HEX值，总共占用10个bit位(8+1+1).根据不同字符HEX值产生的高低电平序列，可以得到如下转换关系。
UART字符HEX PWM占空比
0x00 10％
0×80 20％
0xC0 30％
0xE0 40％
0xF0 50％
0xF8 60％
0xFC 70％
0xFE 80％
0xFF 90％
例如，十六进制数0X00对应转换成占空比为10％的高低电平序列，十六进制数0X80对应转换成占空比为20％的高低电平序列，十六进制数0XC0对应转换成占空比为30％的高低电平序列，十六进制数0XE0对应转换成占空比为40％的高低电平序列，十六进制数0XF0对应转换成占空比为50％的高低电平序列，十六进制数0XF8对应转换成占空比为60％的高低电平序列，十六进制数0XFC对应转换成占空比为70％的高低电平序列，十六进制数0XFE对应转换成占空比为80％的高低电平序列，十六进制数0XFF对应转换成占空比为90％的高低电平序列。基于上述转换关系，可通过汽车ECU的UART设备发送字符HEX序列，输出电平对应的PWM占空比序列C0 C0 C0 C0 E0 E0 E0 E0 F8 F8 F8 F8 80 80 80 80 FE FE FEFE FC FC FC FC FF FF FF FF 00 00 00 00 F0 F0 F0 F0，当这个占空比序列被控制器检测到后，控制器进入配置/固件升级。
上述为示意性举例，可以使用其他的UART位格式，设计对应的转换关系，也可以定义其他的字符HEX序列，本发明对此不作具体限定。
一种可选的实施方式，所述控制器与所述汽车ECU的UART通信结束后，将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，所述第四PWM信号具有第四占空比，所述控制板根据所述第四PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第五PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第五PWM信号具有第五占空比。
可以理解的是，当控制器的配置/固件升级结束后，汽车ECU通过UART设备向控制器发送退出指令，控制器接收到该退出指令后，控制两个复用引脚处于PWM功能状态，此时控制器又回到PWM模式。在这种模式下，控制器和汽车ECU之间又可以进行PWM通信，实现信息传递。控制器和汽车ECU之间实现信息传递的过程如前述所述，这里不再赘述。举例说明，如图3所示，控制器接收到退出指令后，控制PWMOUTA引脚和PWMINA引脚处于使能状态，TXA引脚和RXA引脚处于禁用状态，此时，汽车ECU实时发送的PWM信号通过PWMIN引脚传输至控制器内，并通过PWMINA引脚传输至控制板，控制板计算该PWM信号的占空比，使用该占空比数值作为控制命令，同时控制板根据控制器自身的运行状态，以不同占空比的PWM信号通过PWMOUTA引脚传输至PWMOUT引脚，再传输至汽车ECU。
本发明所述装置，将PWM功能和UART功能引脚进行复用，控制器对外仅使用两根通信线，即可实现PWM和UART通信的两种功能。除了正常工作模式(PWM模式)下处理PWM信号，也能在需要对控制器进行配置或固件升级时切换到UART模式，使用UART协议，进行产品的配置和升级。所述装置可以在不拆开控制器的情况下，通过UART通信进行配置或升级，适用于对外引脚数量有限制的场合，可以大大提高配置化和升级维护的效率、降低成本，由于无需拆卸，尤其可以更好的适用于控制器有防水或防拆要求的情况。
下面将结合附图5详细说明本发明所述装置的工作流程。
S1，控制器上电，进入PWM模式；
此时在PWM模式下，汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，第一PWM信号具有第一占空比，控制板根据第一PWM信号控制第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，控制器与汽车ECU通过第一复用引脚和第二复用引脚进行PWM通信，控制器的运行状态以第二PWM信号返回给汽车ECU，第二PWM信号具有第二占空比；
S2，控制器检测汽车ECU发送的PWM信号的占空比，在该占空比满足切换条件时进入S3，否则保持PWM模式；
S3，关闭PWM模式，进入UART模式，控制器进入配置/固件升级；
此时在UART模式下，汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，第三PWM信号具有第三占空比，控制板根据第三PWM信号控制第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，控制器与汽车ECU通过第一复用引脚和第二复用引脚进行UART通信；
S4，汽车ECU对控制器进行配置/固件升级，在配置/固件升级结束后进入PWM模式；
此时在PWM模式下，汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，第四PWM信号具有第四占空比，控制板根据第四PWM信号控制第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，控制器与汽车ECU通过第一复用引脚和第二复用引脚进行PWM通信，控制器的运行状态以第五PWM信号返回给汽车ECU，第五PWM信号具有第五占空比。
本发明实施例所述的一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的方法，所述方法包括：
控制板根据汽车ECU发送的PWM信号，控制与所述汽车ECU连接的第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换；
其中，所述第一复用引脚对应的第一功能和第二功能分别为PWM信号输出功能和UART数据发送功能，所述第二复用引脚的第一功能和第二功能分别为PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
一种可选的实施方式，所述控制板根据汽车ECU发送的PWM信号，控制与所述汽车ECU连接的第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换，包括：
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能；
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能。
一种可选的实施方式，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，所述第一PWM信号具有第一占空比，所述控制板根据所述第一PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第二PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第二PWM信号具有第二占空比。
一种可选的实施方式，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，所述第三PWM信号具有第三占空比，所述控制板根据所述第三PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行UART通信。
一种可选的实施方式，所述汽车ECU发送UART字符串，并按照预定转换关系生成高低电平序列，作为所述第三PWM信号，其中，所述UART字符串采用HEX序列。
一种可选的实施方式，所述UART字符串的格式为：8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS，所述UART字符串的一个字符的HEX值占用10bit位。
一种可选的实施方式，所述控制器与所述汽车ECU的UART通信结束后，所述方法还包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，所述第四PWM信号具有第四占空比，所述控制板根据所述第四PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第五PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第五PWM信号具有第五占空比。
本公开还涉及一种电子设备，包括服务器、终端等。该电子设备包括：至少一个处理器；与至少一个处理器通信连接的存储器；以及与存储介质通信连接的通信组件，所述通信组件在处理器的控制下接收和发送数据；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行以实现上述实施例中的方法。
在一种可选的实施方式中，存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储选项列表等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至外接设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器中，当被一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的方法。
上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
本公开还涉及一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读程序，所述计算机可读程序用于供计算机执行上述部分或全部的方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
此外，本领域普通技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本领域技术人员应理解，尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变并可用等同物替换其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (19)

1.一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的装置，其特征在于，所述装置包括：
控制器，其包括内部的控制板以及对外的第一复用引脚和第二复用引脚，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚用于与汽车ECU连接，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚在所述控制板的控制下，可同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换；
其中，所述第一复用引脚对应的第一功能和第二功能分别为PWM信号输出功能和UART数据发送功能，所述第二复用引脚的第一功能和第二功能分别为PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一复用引脚为PWM OUT引脚和UART TX引脚共用的一个引脚，所述第二复用引脚为PWM IN引脚和UART RX引脚共用的一个引脚。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一复用引脚为PWM OUT引脚和UART TX引脚连接后形成的一个引脚，所述第二复用引脚为PWM IN引脚和UART RX连接后形成的一个引脚。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制器上电后，所述第一复用引脚和所述第二复用引脚默认同时处于各自对应的第一功能，
所述控制板根据所述汽车ECU发送的PWM信号，以确定是否控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述控制板根据所述汽车ECU发送的PWM信号，以确定是否控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能；
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，所述第一PWM信号具有第一占空比，所述控制板根据所述第一PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第二PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第二PWM信号具有第二占空比。
7.如权利要求5所述的装置，其中，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，所述第三PWM信号具有第三占空比，所述控制板根据所述第三PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行UART通信。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述汽车ECU发送UART字符串，并按照预定转换关系生成高低电平序列，作为所述第三PWM信号，其中，所述UART字符串采用HEX序列。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述UART字符串的格式为：8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS，所述UART字符串的一个字符的HEX值占用10bit位。
10.如权利要求7所述的装置，其中，所述控制器与所述汽车ECU的UART通信结束后，将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，所述第四PWM信号具有第四占空比，所述控制板根据所述第四PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第五PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第五PWM信号具有第五占空比。
11.一种车用控制器PWM通信和UART通信复用的方法，其特征在于，所述方法包括：
控制板根据汽车ECU发送的PWM信号，控制与所述汽车ECU连接的第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换；
其中，所述第一复用引脚对应的第一功能和第二功能分别为PWM信号输出功能和UART数据发送功能，所述第二复用引脚的第一功能和第二功能分别为PWM信号输入功能和UART数据接收功能。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述控制板根据汽车ECU发送的PWM信号，控制与所述汽车ECU连接的第一复用引脚和第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能或第二功能，以实现PWM通信和UART通信之间的切换，包括：
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能；
在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比不满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第一PWM信号，所述第一PWM信号具有第一占空比，所述控制板根据所述第一PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第二PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第二PWM信号具有第二占空比。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述在所述汽车ECU发送的PWM信号的占空比满足切换条件时，所述控制板控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第三PWM信号，所述第三PWM信号具有第三占空比，所述控制板根据所述第三PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第二功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行UART通信。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述汽车ECU发送UART字符串，并按照预定转换关系生成高低电平序列，作为所述第三PWM信号，其中，所述UART字符串采用HEX序列。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述UART字符串的格式为：8bit数据位，1bit起始位，1bit停止位，波特率为9600BPS，所述UART字符串的一个字符的HEX值占用10bit位。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述控制器与所述汽车ECU的UART通信结束后，所述方法还包括：
将所述汽车ECU发送的PWM信号作为第四PWM信号，所述第四PWM信号具有第四占空比，所述控制板根据所述第四PWM信号控制所述第一复用引脚和所述第二复用引脚同时处于各自对应的第一功能，所述控制器与所述汽车ECU通过所述第一复用引脚和所述第二复用引脚进行PWM通信，所述控制器的运行状态以第五PWM信号返回给所述汽车ECU，所述第五PWM信号具有第五占空比。
18.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被处理器执行以实现如权利要求11-17中任一项所述的方法。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求11-17中任一项所述的方法。
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