基于車(chē)載CAN總線(xiàn)故障診斷儀設計方案

上電后，首先對CAN模塊進(jìn)行初始化。然后初始化nRF2101，并與接收端建立連接。當發(fā)送完CAN數據后沒(méi)有收到ACK信號時(shí)，就跳頻；然后通知發(fā)送端準備接收重發(fā)的CAN數據，直到接收到ACK信號。

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

3.2 接收端軟件設計

接收端軟件流程如圖6所示。軟件設計主要實(shí)現兩項功能：第一是實(shí)現枚舉；第二是實(shí)現將接收到的數據通過(guò)USB上傳到PC。上電后，首先完成對TMU3100 的配置，并與PC機枚舉；枚舉成功后就對nRF2401進(jìn)行配置，并與發(fā)射端建立連接。當接收到數據包后，首先判斷是CAN數據還是重傳數據命令。如果是 CAN數據包，則向發(fā)射端返回ACK信號并跳頻，然后將接收到的數據通過(guò)USB傳至PC；如果是重傳命令，則先跳頻，然后置重傳標志，表示下個(gè)數據包是重傳的數據包。

TMU3100被配置為標準HID類(lèi)，這樣就不用為設備開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序，而是使用Windows提供的標準HID類(lèi)驅動(dòng)程序。

3.3 PC端軟件設計

PC端軟件由應用程序和設備驅動(dòng)程序組成。Windows為標準USB沒(méi)備提供了完善的內置驅動(dòng)，本系統采用Windows自帶的HID類(lèi)驅動(dòng)，只要將 TMU3100配置為HID類(lèi)，即可完成與PC機的通信。這省去了開(kāi)發(fā)設備的驅動(dòng)程序，極大地簡(jiǎn)化了上位機軟件的開(kāi)發(fā)。

上位機的應用程序首要實(shí)現的功能是，要實(shí)現對TMU3100端點(diǎn)的讀寫(xiě)，用VC++語(yǔ)言編寫(xiě)，可以把USB設備當成文件來(lái)操作。用CreateFiile ()函數獲得USB句柄，為讀訪(fǎng)問(wèn)或寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)打開(kāi)指定端點(diǎn)。用DeviceControl()來(lái)進(jìn)行控制操作，用ReadFile()從指定端點(diǎn)讀取數據，用WriteFile()向端點(diǎn)寫(xiě)入數據。

當CAN總線(xiàn)上的數據被采集到PC后，就可以進(jìn)行故障診斷了。故障診斷代碼是依照KWP2000應用層規定的故障代碼設計的，是目前國際上通用的，現將其應用于CAN的應用層，將來(lái)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(chē)輛制造商或系統供應者定義的服務(wù)標志符數值的不同范圍，如表1所列。

此表中以十六進(jìn)制數表示的服務(wù)標志符，同數據鏈路層中數據字節內的SID服務(wù)識別字節對應。不同的SID值代表不同的服務(wù)請求，故障診斷程序必須符合此應用層標準，才能識別不同的十六進(jìn)制代碼所代表的不同的故障信息。



4 結論

本文設計的2．4G無(wú)線(xiàn)車(chē)載CAN總線(xiàn)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內仍能進(jìn)行可靠的工作。系統使用國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，無(wú)需專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)硬件平臺，可大大降低開(kāi)發(fā)成本并且易于實(shí)現設備的升級和維護；使用USB接口和2．4G無(wú)線(xiàn)通信，具有即插即用、不受空間限制、數據傳輸實(shí)時(shí)性強的特點(diǎn)。