AVR单片机与汽车ECU通信系统的设计及实现.pdf

计算机技术应用 《机电技术》2010年第 3期 AVR单片机与汽车ECU通信系统的设计及实现 杨晓 谢庆年 汤春球 ， (1．上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007；2．武汉理工大学，湖北 武汉 430070) 摘 要：介绍了诊断通信协议KWP2000的通信原理，基于KWP2000进行了硬件和软件的开发，实现了AVR单片 机和汽车ECU之间的数据交换。 关键词：AVR；K线；KWP2000 中图分类号：TP2735 U472．9 文献标识码：A 文章编号：1672--4801(2010)03--013--03 当汽车的某个系统出现故障时，故障诊断系 双工串行数据总线，它具有协议相对简单、抗干 统可以检测到这个故障并将其以诊断故障代码的 扰性强的特点。LIN 是一种低成本的单 向串行传 形式存储在 ECU存储器中。ECU 的诊断系统支 输线，用于实现汽车中的分布式电子系统控制， 持诊断仪的操作，维修人员可 以通过诊断仪读取 为现有汽车网络提供辅助功能。通过 KWP2000 ECU中的故障信息和工作状态，这样便于查找和 协议通讯的车辆ECU支持单线通讯 (K线)或双 排除故障。针对诊断仪和汽车ECU之间的数据交 线通信 (K线和 L线)。K线在初始化过程中与 换，制定 了多种标准和协议，如CAN、ISO9141、 LIN线共同将地址信息从诊断仪传递到ECU，如 KWP2000、SAEJ1850(PWM )、SAEJ185O(VPW )。 果是快速初始化，传递的则是唤醒模式。初始化 KWP200(KeywordProtocol2000)协议于 1999 之后，K线还用于诊断仪和ECU之间的诊断通讯。 年 由国际标准化组织下的车载 电气 电子设备分委 LIN线是可选 的，它仅用于在初始化过程中与 K 员会制定，该协议实现了较为完整的车载诊断服 线共 同传递地址信息或唤醒模式。初始化之后， 务，并且满足 OBD—II诊断要求。 LIN线恒定为高电平状态，无信息传输 。 为保证通信的准确、可靠，ECU和诊断仪都 1 KWP2000通信协议 必须具有正确的逻辑 电平。在K线系统中，对于 KWP2000协议主要由物理层、数据链路层和 数据的发送者来说，总线上电压低于蓄电池 电压 应用层三部分组成 。国际标准化组织 (ISO)在 的20％时定义为逻辑 “0”，高于蓄电池 电压的80％ ISO14230．1～14230．4中，详细规定了KWP2000 时定义为逻辑…1’；对于数据接收者来说，总线上 的内容。ISO14230—1规定了协议的物理层规范； 电压低于蓄电池 电压的30％时定义为逻辑 “0”，高 ISO14230．2规定了数据链路层：ISO14230．3规定 于蓄电池电压的70％时定义为逻辑 “1”。 了应用层的服务规范；ISO14230-4规定了与排放 1．2 数据链路层 相关系统的要求。 数据链路层主要描述了通信时的报文结构、 1．1 物理层 初始化过程、时序控制和错误处理等 内容。 物理层描述了系统的信号和电气特性，用于 1．2．1 报文结构 配置硬件系统，指导接 口电路的设计。ISO14230 报文结构主要由报文头、数据域和校验和三 在 ISO9141的基础上扩展了总线 电压，总线 电压 部分组成，其中报文头包括格式字节、 目标地址 可 以是 l2V或 24V。