基于K线的汽车天窗马达ECU通讯系统

2.3 K线电路连接方式

K 线通讯本质上为半双工串口通讯。为保证准确、可靠的数据通讯, ECU和K线都必须有正确的电平。在K线系统中,发送时若电压低于工作电压的20%, 则认为逻辑"0",高于工作电压的80%，则定义为逻辑"1";接收时低于工作电压的30%为逻辑"0",高于工作电压的70%为逻辑"1",电压在工作电压的30%～70%之间状态不确定。由以上分析可知,其电平与常用的串口电平不一致,因此必须设计专门的K 线接口电路,以满足车辆K 线诊断要求。图2 为利用L9637D完成的K 线接口转换电路。

K线可双向传递数据，系统初始化后先传递ECU地址，连接成功后用于信息交换，典型接口转换芯片有ST公司的L9637D和Motorola公司的33290等。L9637D是一个与ISO9141标准功能兼容的集成芯片，是专门为车辆诊断而开发的双向、半双工通讯接口芯片。

3 软件结构

此汽车天窗马达ECU通讯系统中所使用的参数主要有两种类型：*.s参数类型和*.par参数类型的文件。其主要的区别是：*.s参数文件所采用的代码格式是S-record，它是 Motorola 公司提供的一种标准文件格式，通过S－records代码，将可执行代码从主PC机发送到另外一个目标系统。在发送的过程中，S－records在其代码头上包含目标地址信息和校验信息来检验误差；而*.par参数文件是Webasto公司专用的代码格式，它的代码主要是包含在ECU中的具体参数和此参数的具体数值。此马达天窗ECU通讯系统的软件部分就是在对这两种参数类型熟悉的基础上进行的。

3.1 S-record格式说明

每个S－record由如下六部分组成：

(1) SOR：代码的开始部分（ASCII ‘S’）；
(2) Type：S－record Type，有几种类型：
S0：代码起始段（可选），表示在其后还有其他的代码。S0后面的地址代码不被使用，经常是（0X0000），有的还包括额外的信息,如表1所示。

S0代码不被加载，可以被忽略，通常为S0030000 FC；
S1：16位地址的数据代码；
S2：24位地址的数据代码；
S3：32位地址的数据代码；
S4：不同的目标系统不同的含义；
S5：不同的目标系统不同的含义；
S6：不同的目标系统不同的含义；
S7：S3代码结束段；
S8：S2代码结束段；
S9：S1代码结束段；

如果S9代码后的地址代码为 0X0000，则表示数据段的结束；如果其后代码不为0，则地址代码表示其开始执行代码的位置，通常为S9030000FC（注：S0，S9代码是被忽略的）；
(3) Length：两位十六进制数，表示Load Address、Code/Data、Checksum的字节数；
(4) Load Address: 4、6、8个ASCII字符，表示Code/Data要加载的目标地址。如s1,用4位十六进制数来表示要加载的地址；
(5) Code/Data：0～64个ASCII字符，表示加载到目标系统的实际代码；
(6) Checksum：检测在传送中是否有错误发生，它的求法如下：
(1+sump+checksum)mod256=0
注：sump 是length、Load Address、Code/Data中从左至右每两位十六进制数代表的十进制数值进行累加所得到的值。
3.2 *.par 参数说明

.par文件包含了ECU具体的参数名称和值，需要与参数说明文件excel共同使用进行ECU的读写。以图3为例解释excel中的信息和*.par文件代码的意义。

代码如下：
[NORMAL]
ucCarType=2
aucPartNumber[0]=17
其中包含的参数所代表的含义和参数具体值的信息如下：
(1) Location表示此par参数在excel中的位置，此例表示在NORMAL段；
(2) Addr.表示代码在EEPROM中的存储地址信息；
(3) Parameter name表示代码参数的名称；
(4) Parameter description表示代码参数的含义；
(5) Specific description对此代码进行特定的描述；
(6) Allowed value表示此代码取值的范围；
(7) Excel value表示此代码实际的数值，此例分别为2、17；
(8) S Value以ASCII码形式表示代码，此例分别为02、11；
(9) Drive Value表示通讯过程中实际发送和接收的数值；
(10) Parameter表示参数类型；
(11) C source表示此代码在ECU中，用哪段代码来表示；
(12) Type key表示此代码的数据类型。
注： 0 代表无符号字符
1 代表有符号字符
2 代表无符号的短整型
3 代表有符号的短整型
4 代表8 bit 数组
5 代表16 bit 数组

3.3 K线通讯协议及应用

ISO9141主要为车辆与诊断设备之间的通讯国际标准, ISO9141已被美国加州大气委员会(California Air Resource Board)所采纳,其ISO14230为专门指定的用于道路车辆诊断的协议。根据ISO14230 的规定, K线通讯消息基本格式如表2 所示。

表2中各参数含义如下:

Fmt:帧字节;Tgt:目标地址;Src:源地址;Len:附加长度字节; Sld :功能识别字节;Data :数据字节;CS:校验和。
其校验和满足以下公式:
i={(i-1)+}mod256(1)
式(1)中:1=<1>。

K 线协议采用消息结构进行信息传递,可分为请求消息、指示消息和响应消息,其中，响应消息可分为正响应和负响应,所有这些消息都具有相同的结构。
Webasto汽车天窗马达ECU与PC机的通讯方式是K 线通讯协议的一种应用，其代码基本格式如下：长度位、命令标志位、数据位(n=0…16)和校验位，如表3所示。

所以最小的通讯长度为3，即：传输的信息包括LEN、ID、CHKSUM(传输的数据位数n＝0)。