汽車故障診斷儀硬件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

白光澤　邢燕

摘 要：本文介紹了汽車故障診斷儀及其作用，并闡述了其硬件系統(tǒng)構(gòu)成及硬件實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：汽車故障診斷儀 硬件系統(tǒng) 故障檢測

隨著科技的發(fā)展，我國的汽車產(chǎn)業(yè)也得到了飛速發(fā)展，智能化系統(tǒng)在汽車中應(yīng)用越來越廣泛，它使汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性及可靠性等有了極大的提高，但同時也帶來了相應(yīng)的問題即汽車的復(fù)雜性、多樣性使汽車維修的難度增加，如何快捷迅速的診斷和排除汽車故障，是目前汽車維修行業(yè)所面臨的重大問題，也是車主們關(guān)心的重要問題。而汽車故障診斷儀是解決這個問題的最好設(shè)備。它通過儀器與車載故障自診斷系統(tǒng)配套使用的，可在汽車不解體的情況下，用儀器或設(shè)備測試汽車性能和故障參數(shù)，曲線或波形，自動分析和判斷汽車的技術(shù)狀況。

一、汽車故障診斷儀概述

汽車故障診斷儀是一款專門針對汽車故障進行檢測和診斷的專業(yè)儀器，主要用來對汽車故障進行診斷和定位，能實時檢測和診斷車輛故障，并對車輛故障的解決方法提供幫助和建議，同時也能做車輛的日常檢測，實時掌握車輛的狀況和性能，是個人車友必備的一種車輛檢測儀器。

診斷儀硬件可以通過各種轉(zhuǎn)換接頭與轎車的診斷接口連接，支持多種車型。實時讀取故障代碼，各種運行參數(shù)。通過上位機直接控制DDTI所連接設(shè)備的可控元件動作，以判斷元件是否工作正常，也可以通過上位機直接控制DDTI對所連接的設(shè)備進行運行參數(shù)配置（需設(shè)備ECU能支持此功能），還可以做一些特殊車型的保養(yǎng)燈歸零、怠速調(diào)整、胎壓監(jiān)測、節(jié)氣門調(diào)整和防盜匹配等特殊功能。

二、汽車故障診斷儀硬件系統(tǒng)構(gòu)成

汽車故障診斷儀硬件系統(tǒng)主要包括與上位機的接口模塊、診斷接口模塊、中央處理單元及電源模塊四個部分。其中，電源模塊是用來向上面的三個模塊供電的，診斷接口模塊是用來與車輛的診斷接口相連進行車輛檢測和診斷的，上位機接口模塊是用來和上位機進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模醒胩幚韱卧峭ㄟ^上位機接口和診斷接口將自己處理的數(shù)據(jù)傳送給上位機和車輛。它有如下主要功能。

一是通過采集ECU的輸入、輸出電壓，判斷其是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，以此來診斷電子控制系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器狀態(tài)以及ECU的工作是否正常。

二是當電子控制系統(tǒng)中的某一電路出現(xiàn)超出規(guī)定的信號時，該電路及相關(guān)的傳感器反映的故障信息以故障代碼的形式存儲到ECU內(nèi)部的存儲器中，維修人員可利用該診斷儀來讀取故障碼，使其顯示出來。

三、汽車故障診斷儀實現(xiàn)

本設(shè)計中電源部分采用了美國國家半導(dǎo)體公司的電源芯片，采用12V供電與轎車提供的電源相吻合。由于車輛系統(tǒng)的特殊性，電源部分對于防雷與電源反接都采取了相應(yīng)的措施進行可靠性設(shè)計。

中央處理單元是汽車故障診斷儀的核心器件，主要包括讀故障信息單元、刪除故障信息單元、讀數(shù)據(jù)流單元和動作測試單元。其中，讀取故障信息單元用于獲取所述待測車輛的故障信息；刪除故障信息單元用于刪除待測車輛的故障信息；讀數(shù)據(jù)流單元用于獲取待測車輛的當前運行狀態(tài)信息得到待測車輛發(fā)動機的運行參數(shù)；動作測試單元用于檢測待測車輛的可控電子部件是否工作正常。

在本設(shè)計中，中央處理單元采用了STM8S208R8芯片。STM8S系列是基于8位框架結(jié)構(gòu)的微控制器，其CPU內(nèi)核有6個內(nèi)部寄存器，通過這些寄存器可高效地進行數(shù)據(jù)處理。STM8S的指令集支持80條基本語句及20種尋址模式，而且CPU的6個內(nèi)部寄存器都擁有可尋址的地址。產(chǎn)品嵌入的130nm非易失性存儲器是當前8位微控制器中最先進的存儲技術(shù)之一，并提供真正的EEPROM數(shù)據(jù)寫入操作，可達30萬次擦寫極限。

與上位機接口部分，支持USB、RS232、RS485和藍牙傳輸三種方式，可根據(jù)用戶要求靈活選擇接口方式，滿足傳輸速率與不同傳輸距離的要求。

診斷接口模塊支持汽車總線接口模塊、RS485接口模塊、無線模塊和RS232接口模塊。

通過上述硬件實現(xiàn)后，在智能終端設(shè)備與安裝在待測車輛上的汽車故障診斷終端建立連接，通過汽車故障診斷終端與待測車輛的診斷接口電連接；診斷終端向所述汽車故障診斷終端發(fā)送診斷指令；汽車故障診斷終端根據(jù)所述診斷指令獲取所述待測車輛的故障和狀態(tài)信息，并通過軟件分析待測車輛的故障和狀態(tài)信息得到故障診斷結(jié)果，將故障診斷結(jié)果發(fā)送至所述智能終端設(shè)備；智能終端設(shè)備接收所述故障診斷結(jié)果，并通過顯示屏輸出所述故障診斷結(jié)果，進行汽車故障診斷和維修。

（作者單位：白光澤，長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院；

邢燕，長春市城建工程學(xué)校）