CN214278928U - 汽车总线通信线路的通信接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种汽车总线通信线路的通信接口电路，所述通信接口电路包括电压提供电路、差分驱动电路和控制电路，在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信时，所述控制电路控制所述差分驱动电路输出所述通信协议信号；在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信之外，所述控制电路控制所述差分驱动电路不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路的输出为高阻态。本实用新型提供的汽信线路通车总线通信接口电路，相比于现有技术中采用继电器方案，不仅体积小、成本低，而且能够实现良好通信信号传输，达到无需继电器或模拟开关切换直接挂到通信总线上的目的，实现同一通信线路上传输多种通信协议的需求。

Description

汽车总线通信线路的通信接口电路

技术领域

本实用新型涉及汽车诊断设备技术领域，尤其涉及一种汽车总线通信线路的通信接口电路。

背景技术

自20世纪80年代汽车进入ECU(Electronic Control Unit)控制时期，以美国三大汽车公司为代表的汽车制造商就开始用ECU监控汽车控制系统。但各厂商的ECU和故障诊断设备由各汽车制造商各自开发，诊断接口和通信方式各不相同，不能互相通用。

由此汽车后市场开发出各种综合诊断设备，它通过对汽车OBD-16诊断座的各通信引脚进行协议扫描，分析判定汽车的电控系统的协议类型，进而实现了对多车系各种电控系统的自助诊断。因此，这就提出了同一通信线路上实现多种通信协议的需求。

现有技术中，对于多种通信协议的切换目前主流的解决方案是采用继电器或者模拟开关的方法。

目前市场上的综合诊断设备在J1850协议挂接上总线时，采用的是继电器方案或者信号模拟开关集成电路方案，有以下缺点：

1、继电器方案器件体积较大，价格较贵，继电器机械触点的使用寿命和可靠性也要差一些，对综合诊断设备的小型化带来障碍。

2、信号模拟开关集成电路方案价格较贵以外，模拟开关有一定阻抗和阻容分布参数，对通信信号的质量有一定的影响。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提出了一种不仅体积小、成本低，而且能够实现良好通信信号传输的汽车总线通信线路的通信接口电路，达到无需继电器或模拟开关切换直接挂到通信总线上的目的，实现同一通信线路上传输多种通信协议的需求。

本实用新型采用的一种技术手段为：提供一种汽车总线通信线路的通信接口电路，应用于综合诊断设备，在所述综合诊断设备与汽车ECU端需要通信时，所述综合诊断设备与汽车OBD诊断座连接，所述通信接口电路包括：

电压提供电路，用于根据接收的使能控制信号，以提供上拉电压和下拉电压给差分驱动电路；

所述差分驱动电路，与所述电压提供电路连接，用于接收通信驱动信号、所述上拉电压和所述下拉电压，并根据所述通信驱动信号、所述上拉电压和所述下拉电压，将所述通信驱动信号转换成通信协议信号；和

控制电路，与所述电压提供电路、所述差分驱动电路连接，用于输出所述使能控制信号给所述电压提供电路，并输出所述通信驱动信号给所述差分驱动电路；

在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信时，所述控制电路控制所述差分驱动电路输出所述通信协议信号；

在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信之外，所述控制电路控制所述差分驱动电路不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路的输出为高阻态。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的汽车总线通信线路的通信接口电路，所述通信接口电路包括电压提供电路、差分驱动电路和控制电路，在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信时，所述控制电路控制所述差分驱动电路输出所述通信协议信号；在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信之外，所述控制电路控制所述差分驱动电路不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路的输出为高阻态。本实用新型提供的汽信线路通车总线通信接口电路，相比于现有技术中采用继电器方案，不仅体积小、成本低，而且能够实现良好通信信号传输。在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信之外，所述控制电路控制所述差分驱动电路不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路的输出为高阻态，达到无需继电器或模拟开关切换直接挂到通信总线上的目的，实现同一通信线路上传输多种通信协议的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中汽车总线通信线路的通信接口电路的结构示意图；

图2为一个实施例中电压提供电路的电路原理图；

图3为一个实施例中差分驱动电路的电路原理图。

图中：1、汽车总线通信线路的通信接口电路；2、汽车OBD诊断座；3、汽车ECU；11、控制电路；12、电压提供电路；13、差分驱动电路；14、供电电源； 121、下拉电路；122、上拉电路；131第一驱动电路；132、第二驱动电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在) 是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

本实用新型实施例提供了一种汽车总线通信线路的通信接口电路1，在一个实施例中，如图1所示，所述汽车总线通信线路的通信接口电路1应用于综合诊断设备，在所述综合诊断设备与汽车ECU3端需要通信时，所述综合诊断设备与汽车OBD诊断座2连接，所述通信接口电路可以包括电压提供电路、差分驱动电路和控制电路11。所述电压提供电路12可以用于根据接收的使能控制信号，以提供上拉电压和下拉电压给差分驱动电路13；所述差分驱动电路13可以与所述电压提供电路12连接，用于接收通信驱动信号、所述上拉电压和所述下拉电压，并根据所述通信驱动信号、所述上拉电压和所述下拉电压，将所述通信驱动信号转换成通信协议信号；所述控制电路11可以与所述电压提供电路12、所述差分驱动电路13连接，用于输出所述使能控制信号给所述电压提供电路12，并输出所述通信驱动信号给所述差分驱动电路13；在所述综合诊断设备与汽车 ECU3端正常通信时，所述控制电路11控制所述差分驱动电路13输出所述通信协议信号；在所述综合诊断设备与汽车ECU3端正常通信之外，所述控制电路11 控制所述差分驱动电路13不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路13的输出为高阻态。所述控制电路11可以采用MCU，所述MCU可以是单片机、DSP、FPGA等等，当然所述控制电路11也可以采用是功能相当的其他控制模块，本申请不做特别的限定。

本实施例中的汽车总线可以为J1850协议通信总线，所述汽车总线通信线路的通信接口电路1可以在所述综合诊断设备端J1850协议通信总线在正常通信外能够实现高阻态的一种电路。相比于现有技术中采用继电器方案，不仅体积小、成本低，而且能够实现良好通信信号传输。在所述综合诊断设备与汽车ECU3端正常通信之外，所述控制电路11控制所述差分驱动电路13不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路13的输出为高阻态，实现了同一通信线路上传输多种通信协议的需求。

在一个实施例中，所述通信驱动信号和所述使能控制信号均具有第一状态和第二状态，所述第一状态和所述第二状态的电平逻辑状态相反；在所述通信驱动信号和所述使能控制信号均为第二状态时，所述差分驱动电路13输出所述通信协议信号；在所述通信驱动信号和所述使能控制信号均为第一状态时，所述差分驱动电路13不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路13的输出为高阻态。

进一步地，所述第一状态为低逻辑电平，所述第二状态为高逻辑电平。即在所述通信驱动信号和所述使能控制信号均为高逻辑电平时，所述差分驱动电路13 输出所述通信协议信号；在所述通信驱动信号和所述使能控制信号均为低逻辑电平时，所述差分驱动电路13不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路13的输出为高阻态。

在一个实施例中，如图1所示，所述汽车总线通信线路的通信接口电路1可以包括供电电源14，所述供电电源14可以用于给所述汽车总线通信线路的通信接口电路1供电，所述供电电源14可以为与外部电源提供装置相连接的电源接口，也可以是储能装置，例如充电电池，还可以是电源模块、电源芯片等。所述供电电源14可以为所述所述汽车总线通信线路的通信接口电路1提供工作电压的供电电压，例如5V、15V、12V等，当然，所述供电电压也可以是其他适配使用需要的电压值。

在一个实施例中，如图2所示，所述电压提供电路12可以包括下拉电路121 和上拉电路122。所述下拉电路121，用于根据所述使能控制信号，提供下拉电压；所述上拉电路122，连接所述下拉电路121，用于根据所述使能控制信号，提供上拉电压。

在一个实施例中，如图2所示，所述下拉电路121可以包括第一三极管Q13 和第一电阻R100。具体的，所述第一电阻R100的第一端接收所述使能控制信号 J1850_EN，所述第一电阻R100的第二端连接所述第一三极管Q13的基极，所述第一三极管Q13的发射极连接地，所述第一三极管Q13的集电极作为下拉输出端1850_PULL DOWN。

在一个实施例中，如图2所示，所述上拉电路122可以包括第二电阻R91、第二三极管Q14、第三电阻R101、第三三极管Q24和第一电容C51。具体的，所述第二三极管Q14的基极连接所述下拉电路121，并连接所述第二电阻R91的第一端，所述第二电阻R91的第二端连接所述第二三极管Q14的发射极，并连接地；所述第二三极管Q14的集电极连接所述第三电阻R101的第一端，所述三电阻R101的第二端连接所述第三三极管Q24的基极，所述第三三极管Q24的发射极接收电源信号，即+5V电压，并经由所述第一电容C51连接地；所述第三三极管Q24的集电极作为上拉输出端1850_PULL UP。

所述电压提供电路12的工作原理为：参考图2所示，所述控制电路11输出使能控制信号J1850_EN，在所述使能控制信号J1850_EN置为低逻辑电平时，所述第一三极管Q13和所述第二三极管Q14均不导通，则所述电压提供电路12不提供上拉电压和下拉电压。在所述使能控制信号J1850_EN置为高逻辑电平时，所述第一三极管Q13和所述第二三极管Q14均导通，则所述电压提供电路12提供上拉电压和下拉电压。

在一个实施例中，所述差分驱动电路13可以包括第一驱动电路131和第二驱动电路132。所述通信协议信号为差分通信信号，所述差分通信信号包括第一通信信号和第二通信信号，所述第一通信信号和所述第二通信信号的振幅相同，相位相反；所述第一驱动电路131，用于根据所述通信驱动信号和所述下拉电压，将所述通信驱动信号转换成所述第一通信信号；所述第二驱动电路132，用于根据所述通信驱动信号和所述上拉电压，将所述通信驱动信号转换成所述第二通信信号。所述差分驱动电路13可以包括比较器，所述比较器可以采用双电压比较器集成芯片，也可以采用两个单独的比较器，本申请不做特别的限定。本实施例中采用了双电压比较器集成芯片LM393DMR2，当然也可以采用其他型号的比较器。

在一个实施例中，如图3所示，所述第一驱动电路131可以包括第一比较器 U15A、第四电阻R59、第五电阻R94、第二电容C52、第六电阻R102、第四三极管Q26、第一二极管D17、第七电阻R104、第三电容C92和第一取样电阻R118。具体的，所述第一比较器U15A的同相输入端接收参考阈值电压VREF1，所述第一比较器U15A的反相输入端接收所述通信驱动信号TXPWM，并经由所述第四电阻R59连接地；所述第一比较器U15A的输出端连接所述第五电阻R94的第一端，所述第五电阻R94的第二端接收电源信号，即+5V电压，并经由所述第二电容C52连接地；所述第一比较器U15A的输出端连接所述第六电阻R102的第一端，所述第六电阻R102的第二端连接所述第四三极管Q26的基极，所述第四三极管Q26的发射极连接所述第一取样电阻R118的第一端，所述第一取样电阻 R118的第二端接收电源信号，即+5V电压；所述第四三极管Q26的集电极连接所述第一二极管D17的阳极，所述第一二极管D17的阴极连接所述第七电阻R104 的第一端，所述第七电阻R104的第二端接收所述下拉电压；所述第一二极管D17 的公共极经由所述第三电容C92连接地，所述第一二极管D17的公共极输出所述第一通信信号BUS+。

在一个实施例中，如图3所示，所述第一驱动电路131还可以包括第一限流三极管Q25，所述第一限流三极管Q25可以用于若所述第一取样电阻R118的压降过大，起到限流保护的作用。具体的，所述第一限流三极管Q25的基极连接所述第一取样电阻R118的第一端，所述第一限流三极管Q25的发射极连接所述第一取样电阻R118的第二端，所述第一限流三极管Q25的集电极连接所述第四三极管Q26的基极。

在一个实施例中，如图3所示，所述第二驱动电路132可以包括第二比较器 U15B、第八电阻R95、第四电容C53、第五电容C54、第九电阻R103、第五三极管Q16、第十电阻R105、第二二极管D18、第六电容C93和第二取样电阻R114。具体的，所述第二比较器U15B的同相输入端接收所述通信驱动信号TXPWM，所述第二比较器U15B的反相输入端接收所述参考阈值电压VREF1；所述第第二比较器U15B的输出端连接所述第八电阻R95的第一端，所述第八电阻R95的第二端接收电源信号，即+5V电压，并经由所述第四电容C53连接所述第二比较器U15B的第四引脚；所述第二比较器U15B的第八引脚接收电源信号VDD，并经由所述第五电容C54连接地；所述第二比较器U15B的输出端连接所述第九电阻R103的第一端，所述第九电阻R103的第二端连接所述第五三极管Q16的基极，所述第五三极管Q16的发射极连接所述第二取样电阻R114的第一端，所述第二取样电阻R114的第二端连接地；所述第二取样电阻R114的集电极连接所述第二二极管D18的阴极，所述第二二极管D18的阳极连接所述第十电阻R105的第一端，所述第十电阻R105的第二端接收所述上拉电压；所述第二二极管D18的公共极经由所述第六电容C93连接地，所述第二二极管D18的公共极输出所述第二通信信号BUS-。

在一个实施例中，如图3所示，所述第二驱动电路132还可以包括第二限流三极管Q15，所述第二限流三极管Q15可以用于若所述第二取样电阻R114的压降过大，起到限流保护的作用。所述第二限流三极管Q15的基极连接所述第二取样电阻R114的第一端，所述第二限流三极管Q15的发射极连接所述第二取样电阻R114的第二端，并连接地，所述第二限流三极管Q15的集电极连接所述第五三极管Q16的基极。

所述差分驱动电路13的工作原理为：参考图3所示，所述控制电路11输出通信驱动信号TXPWM，经过双电压比较器U15A和U15B，将所述通信驱动信号TXPWM分别反相后输出通信信号TXPWM+和TXPWM-。在所述通信驱动信号TXPWM为高逻辑电平时，所述比较器U15A输出为低逻辑电平，再经由第六电阻R102、第四三极管Q26、第一取样电阻R118、第一二极管D17和第七电阻 R104转换处理后输出第一通信信号BUS+。所述比较器U15B输出为高逻辑电平，再经由第九电阻R103、第五三极管Q16、第二取样电阻R114、第二二极管D18 和第十电阻R105转换处理后输出第二通信信号BUS-。

本实用新型电路简单，成本低，体积小，而且能够实现良好通信信号传输。在所述综合诊断设备与汽车ECU3端正常通信之外，所述控制电路11控制所述差分驱动电路13不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路13的输出为高阻态，实现了同一通信线路上传输多种通信协议的需求。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽车总线通信线路的通信接口电路，应用于综合诊断设备，在所述综合诊断设备与汽车ECU端需要通信时，所述综合诊断设备与汽车OBD诊断座连接，其特征在于，所述通信接口电路包括：

电压提供电路，用于根据接收的使能控制信号，以提供上拉电压和下拉电压给差分驱动电路；

所述差分驱动电路，与所述电压提供电路连接，用于接收通信驱动信号、所述上拉电压和所述下拉电压，并根据所述通信驱动信号、所述上拉电压和所述下拉电压，将所述通信驱动信号转换成通信协议信号；和

控制电路，与所述电压提供电路、所述差分驱动电路连接，用于输出所述使能控制信号给所述电压提供电路，并输出所述通信驱动信号给所述差分驱动电路；

在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信时，所述控制电路控制所述差分驱动电路输出所述通信协议信号；

在所述综合诊断设备与汽车ECU端正常通信之外，所述控制电路控制所述差分驱动电路不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路的输出为高阻态。

2.根据权利要求1所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，

所述通信驱动信号和所述使能控制信号均具有第一状态和第二状态，所述第一状态和所述第二状态的电平逻辑状态相反；

在所述通信驱动信号和所述使能控制信号均为第二状态时，所述差分驱动电路输出所述通信协议信号；

在所述通信驱动信号和所述使能控制信号均为第一状态时，所述差分驱动电路不输出所述通信协议信号，所述差分驱动电路的输出为高阻态。

3.根据权利要求1所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述电压提供电路包括：

下拉电路，用于根据所述使能控制信号，提供下拉电压；和

上拉电路，连接所述下拉电路，用于根据所述使能控制信号，提供上拉电压。

4.根据权利要求3所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述下拉电路包括：第一三极管和第一电阻；

所述第一电阻的第一端接收所述使能控制信号，所述第一电阻的第二端连接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极连接地，所述第一三极管的集电极作为下拉输出端。

5.根据权利要求3所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述上拉电路包括：第二电阻、第二三极管、第三电阻、第三三极管和第一电容；

所述第二三极管的基极连接所述下拉电路，并连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二三极管的发射极，并连接地；所述第二三极管的集电极连接所述第三电阻的第一端，所述三电阻的第二端连接所述第三三极管的基极，所述第三三极管的发射极接收电源信号，并经由所述第一电容连接地；所述第三三极管的集电极作为上拉输出端。

6.根据权利要求1所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述差分驱动电路包括：第一驱动电路和第二驱动电路；

所述通信协议信号为差分通信信号，所述差分通信信号包括第一通信信号和第二通信信号，所述第一通信信号和所述第二通信信号的振幅相同，相位相反；

所述第一驱动电路，用于根据所述通信驱动信号和所述下拉电压，将所述通信驱动信号转换成所述第一通信信号；

所述第二驱动电路，用于根据所述通信驱动信号和所述上拉电压，将所述通信驱动信号转换成所述第二通信信号。

7.根据权利要求6所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括：第一比较器、第四电阻、第五电阻、第二电容、第六电阻、第四三极管、第一二极管、第七电阻、第三电容和第一取样电阻；

所述第一比较器的同相输入端接收参考阈值电压，所述第一比较器的反相输入端接收所述通信驱动信号，并经由所述第四电阻连接地；所述第一比较器的输出端连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端接收电源信号，并经由所述第二电容连接地；所述第一比较器的输出端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端连接所述第四三极管的基极，所述第四三极管的发射极连接所述第一取样电阻的第一端，所述第一取样电阻的第二端接收电源信号；所述第四三极管的集电极连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端接收所述下拉电压；所述第一二极管的公共极经由所述第三电容连接地，所述第一二极管的公共极输出所述第一通信信号。

8.根据权利要求7所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述第一驱动电路还包括：第一限流三极管；

所述第一限流三极管的基极连接所述第一取样电阻的第一端，所述第一限流三极管的发射极连接所述第一取样电阻的第二端，所述第一限流三极管的集电极连接所述第四三极管的基极。

9.根据权利要求6所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括：第二比较器、第八电阻、第四电容、第五电容、第九电阻、第五三极管、第十电阻、第二二极管、第六电容和第二取样电阻；

所述第二比较器的同相输入端接收所述通信驱动信号，所述第二比较器的反相输入端接收所述参考阈值电压；所述第二比较器的输出端连接所述第八电阻的第一端，所述第八电阻的第二端接收电源信号，并经由所述第四电容连接所述第二比较器的第四引脚；所述第二比较器的第八引脚接收电源信号并经由所述第五电容连接地；所述第二比较器的输出端连接所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端连接所述第五三极管的基极，所述第五三极管的发射极连接所述第二取样电阻的第一端，所述第二取样电阻的第二端连接地；所述第二取样电阻的集电极连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第十电阻的第一端，所述第十电阻的第二端接收所述上拉电压；所述第二二极管的公共极经由所述第六电容连接地，所述第二二极管的公共极输出所述第二通信信号。

10.根据权利要求9所述的汽车总线通信线路的通信接口电路，其特征在于，所述第二驱动电路还包括：第二限流三极管；

所述第二限流三极管的基极连接所述第二取样电阻的第一端，所述第二限流三极管的发射极连接所述第二取样电阻的第二端，并连接地，所述第二限流三极管的集电极连接所述第五三极管的基极。

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