CN204166380U - 一种车辆多控制器诊断设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆多控制器诊断设备，包括单片机及其外围接口模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块，所述单片机及其外围接口模块包括单片机、BSL模块和串口RS232通讯模块；所述单片机分别通过车辆总线通讯模块、USB通讯模块实现与车辆各控制器、上位机的数据通信，所述BSL模块对单片机进行设置，使单片机通过串口RS232通讯模块从上位机加载不同启动程序，车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块。本实用新型实现与车载所有控制器匹配进行诊断通讯的功能，解决了一个控制系统匹配一套诊断设备，服务不便的问题。

Description

一种车辆多控制器诊断设备

技术领域

本实用新型涉及车辆控制器技术领域，尤其涉及一种车辆多控制器诊断设备。

背景技术

针对重型卡车发展情况来说，车载电控系统越来越多，可是没有一种通用的诊断设备可以实现所有电控系统的下线检测或故障等其他功能。只能针对每一个电控系统使用专门诊断设备，即每一个电控系统配备一套诊断设备，这样就出现诊断设备种类多、携带不方便、采购成本高等诸多问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种车辆多控制器诊断设备，能实现对车辆所有电控系统进行诊断，具有操作方便、功能全面、便于携带、节省空间、节约成本等优点

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种车辆多控制器诊断设备，包括单片机及其外围接口模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块，所述单片机及其外围接口模块包括单片机、BSL模块和串口RS232通讯模块；所述单片机分别通过车辆总线通讯模块、USB通讯模块实现与车辆各控制器、上位机的数据通信，所述BSL模块对单片机进行设置，使单片机通过串口RS232通讯模块从上位机加载不同启动程序。

更进一步的，车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块。所述CAN总线通讯模块用于单片机与发动机电控单元ECU、后处理系统电控单元TCU、车辆控制单元DCU之间的数据通信；所述K-Line总线通讯模块用于单片机与仪表控制器之间的数据通信；所述LIN总线通讯模块用于单片机与车辆门控、空调电控单元之间的数据通信。

更进一步的，单片机与CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块之间分别连接有有光耦隔离芯片。

更进一步的，单片机与串口RS232通讯模块之间连接有光耦隔离芯片。

更进一步的，该设备还包括电源转换模块，所述电源转换模块包括三部分：第一部分采用LDO型电源集成芯片，实现24V转为5V和12V转为5V的降压转换，为模拟电路部分提供5V电源；第二部分采用USB接口提供稳定干净的5V电源，为数字电路部分的芯片提供5V电源电源；第三部分采用LDO型电源集成芯片，将第二部分中USB接口提供的5V电源转换为2.5V电源，为单片机提供2.5V电压。

更进一步的，USB通讯模块采用先进的USB收发器芯片，使本设计适用于WIN7及更高版本系统。

更进一步的，单片机采用16位高性能微控制芯片XC164CM。

有益效果：（1）本实用新型提供的车辆多控制器诊断设备，通过包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块的车辆总线通讯模块，实现与车载所有控制器匹配进行诊断通讯的功能，解决了一个控制系统匹配一套诊断设备，服务不便的问题。（2）本实用新型提供的车辆多控制器诊断设备，结构简单，便于操作，具有很好的通用性。（3）本实用新型提供的车辆多控制器诊断设备采用BSL模块对单片机进行BSL编程，使单片机加载不同启动程序，从而使单片机工作在不同状态模式下，是本设备能适用于各种诊断场景。

附图说明

图1为本实用新型诊断设备的结构框图。

图2 为MCU引脚结构图。

图3 为车辆总线通讯部分电路连接示意图。

图4 为上位机通讯部分电路连接示意图。

图5为固件结构及数据流向示意图。

图6为 MCU主循环流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种车辆多控制器诊断设备，包括单片机（主控制单元MCU）及其外围接口模块、电源转换模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块。其中，单片机及其外围接口模块包括单片机、BSL（引导程序加载器）模块和串口RS232通讯模块。车辆总线通讯模块覆盖了车辆所有的总线通讯方式，实现单片机与车辆各电控单元之间的数据通信；单片机通过USB通讯模块与上位机进行数据通信；电源转换模块用于向单片机及其外围接口模块、车辆总线通讯模块和USB通讯模块提供电源。

本实施例中单片机采用英飞凌的16位高性能微控制芯片XC164CM，其管脚图如图2所示，64引脚封装，含有2路同步/异步串口通道，2路高速同步串口通道，2路CAN总线接口，14个AD接口。

单片机及其外围接口模块中，BSL模块用于上位机对单片机进行BSL编程，使单片机加载不同启动程序，从而使单片机工作在不同状态模式下。BSL模块是通过改变单片机的P9.4、P9.5和TRST三个引脚的电平电压，使单片机处于BSL编程状态，当单片机处于BSL编程状态时，才可对单片机下载启动程序。如图4所示，单片机与串口RS232通讯模块之间连接着光耦隔离芯片，单片机是通过RS232通道从上位机进行启动程序下载。

本实施例中，USB通讯模块采用先进的USB收发器芯片，以全速（12Mbps）的速率进行数据传输。如图4所示，单片机与USB芯片的硬件连接，单片机与USB芯片通过AD[7:0]与DIO[7:0]引脚连接，进行并行数据传输，传输速度快，性能稳定。WR#和RD#低有效，分别是写选通和读选通引脚，识别USB收发器芯片的通讯状态。A0是地址锁存功能，在多路地址/数据总线中，下降沿关闭地址信息锁存，将其固定为低电平用于单地址/数据总线配置。INT#也是低有效，是中断输出。DM和DP是USB与上位机通讯的数据线。

如图3所示，车辆通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块，CAN总线通讯模块与单片机连接，主要用于对现有车辆发动机电控单元ECU、自动变速器电控单元TCU、后处理系统电控单元DCU等电控单元的故障诊断、程序刷写、数据监控的功能；K-Line总线通讯模块是用于单片机与仪表控制器建立通讯，完成程序刷写等功能；LIN总线通讯模块是用于单片机与车辆门控、空调等电控单元的通讯，完成故障诊断等功能。如图3 所示，单片机与各总线通讯模块之间连接光耦器件，起到信号隔离，抗干扰信号的作用。

本实施例中，电源转换模块分为三部分：一部分采用LDO（线性稳压器）型电源集成芯片LM7805，实现24V转为5V和12V转为5V的降压转换，为本实用新型硬件电路模拟部分电路所有芯片提供5V电源，因此适用于24V和12V供电系统；另一部分采用USB接口提供稳定干净的5V电源，为数字部分电路的芯片提供电源，如USB收发芯片和MCU；还有一部分采用LDO型电源集成芯片LM317，将USB接口提供的5V电源转换为2.5V电源，如图2所示，为单片机的VDDI提供2.5V电压。

本实用新型诊断设备软件设计基于固件程序控制下运行，如图5、图6固件结构及数据流向示意图所示，其包括主程序、中断程序、USB设备请求处理程序及USB命令接口程序，主程序主要完成硬件及软件初始化，发送USB请求、处理USB总线事件、定时调用其他子程序。中断程序分为多个中断类型程序，如串口RS232通讯中断程序、USB通讯中断程序、CAN总线通讯中断程序、K-Line总线通讯中断程序及LIN总线通讯中断程序。USB设备请求处理程序完成USB设备标准请求和其他定义请求的处理。USB命令接口程序是对USB器件进行操作模块的子程序集。

由于车辆通讯模块集成车辆各控制器传输总线形式，并且BSL模块对单片机进行不同启动程序的刷写，使得本实用新型可以有针对性的适用于已知车辆控制器的诊断情形。初始状态时，需完成对本设计固件程序的刷写才可以使用，使用时，将本设计连接到车辆OBD诊断接口上，通过上位机软件即可对车辆各控制器进行诊断。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：包括单片机及其外围接口模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块，所述单片机及其外围接口模块包括单片机、BSL模块和串口RS232通讯模块；所述单片机分别通过车辆总线通讯模块、USB通讯模块实现与车辆各控制器、上位机的数据通信，所述BSL模块对单片机进行设置，使单片机通过串口RS232通讯模块从上位机加载不同启动程序。

2.根据权利要求1所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块。

3.根据权利要求2所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述CAN总线通讯模块用于单片机与发动机电控单元ECU、后处理系统电控单元TCU、车辆控制单元DCU之间的数据通信；所述K-Line总线通讯模块用于单片机与仪表控制器之间的数据通信；所述LIN总线通讯模块用于单片机与车辆门控、空调电控单元之间的数据通信。

4.根据权利要求2所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述单片机与CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块之间分别连接有有光耦隔离芯片。

5.根据权利要求1或4所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述单片机与串口RS232通讯模块之间连接有光耦隔离芯片。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：该设备还包括电源转换模块，所述电源转换模块包括三部分：第一部分采用LDO型电源集成芯片，实现24V转为5V和12V转为5V的降压转换，为模拟电路部分提供5V电源；第二部分采用USB接口提供稳定干净的5V电源，为数字电路部分的芯片提供5V电源电源；第三部分采用LDO型电源集成芯片，将第二部分中USB接口提供的5V电源转换为2.5V电源，为单片机提供2.5V电压。

7.根据权利要求1所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述USB通讯模块采用USB收发器芯片。

8.根据权利要求1所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述单片机采用16位高性能微控制芯片XC164CM。