一種單端口雙通訊空調(diào)便攜調(diào)試儀設(shè)計(jì)

劉泉洲

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

前言

商用空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜，控制參數(shù)多、通訊系統(tǒng)復(fù)雜，多聯(lián)機(jī)組安裝完成后必須進(jìn)行工程調(diào)試。目前主要的調(diào)試方式是通過外機(jī)側(cè)實(shí)現(xiàn)，而外機(jī)通常安裝于高層設(shè)備間、樓頂、墻外機(jī)位等，調(diào)試人員室外拆裝工作難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高，且調(diào)試時(shí)需要進(jìn)行組合按鍵操作，調(diào)試步驟多，需要不定時(shí)按鍵確認(rèn)等，存在操作復(fù)雜、需要長時(shí)間等待、多次確認(rèn)等問題，從而花費(fèi)大量人力、物力[1]。

目前空調(diào)內(nèi)、外機(jī)之間的通訊多為CAN總線通訊和RS485通訊，當(dāng)不同通訊類型的機(jī)組要組合一起使用時(shí)，就要求內(nèi)機(jī)或外機(jī)上同時(shí)具備CAN和RS485兩種接口。這種情況存在兩個(gè)弊端：一是內(nèi)機(jī)板（或外機(jī)板或內(nèi)外機(jī)板）電路設(shè)計(jì)上必須有CAN和RS485兩種通訊電路，并在板上留有兩種通訊接口，占用布板面積；二是工程接線需辨別是哪一種通訊并接到正確的接口上，存在接錯(cuò)線的風(fēng)險(xiǎn)[2]。

前期設(shè)計(jì)了一種CAN通訊調(diào)試器，但商用機(jī)組類型多、通訊方式不同，CAN通訊調(diào)試器只能調(diào)試CAN通訊的機(jī)組。目前，商用空調(diào)常用有RS485和CAN兩種通訊方式，每種通訊方式設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)試器，用戶報(bào)修機(jī)型與實(shí)際異常機(jī)型不匹配，帶錯(cuò)調(diào)試工具浪費(fèi)人力，影響售后服務(wù)體驗(yàn)[3]。

現(xiàn)有調(diào)試器無法滿足一個(gè)接口兼容兩種通訊方式機(jī)型實(shí)際需要，為滿足商用機(jī)型調(diào)試效率，急需開發(fā)一款單端口雙通訊的調(diào)試器來兼容RS485和CAN兩種通訊方式，只需要一個(gè)接口，可以自動(dòng)識(shí)別接入的是CAN通訊信號(hào)還是RS485通訊信號(hào)，精簡電路的同時(shí)還可以避免接錯(cuò)線的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

1 調(diào)試器總體方案介紹

本文設(shè)計(jì)便攜調(diào)試器主要目的是為了一個(gè)調(diào)試器通用CAN通訊和RS485通訊兩種通訊方式機(jī)型，提高不同通訊方式空調(diào)調(diào)試和維修效率，所以調(diào)試器應(yīng)該具備以下幾種特性：①接口唯一；②通電方便；③接口無極性；④接入空調(diào)系統(tǒng)方便。如圖1為調(diào)試器接入空調(diào)系統(tǒng)框圖，其中CAN通訊機(jī)型內(nèi)外機(jī)為CAN通訊，內(nèi)機(jī)與線控器之間為HBS通訊，調(diào)試器接入CAN網(wǎng)絡(luò)中。RS485通訊機(jī)型內(nèi)外機(jī)為RS485通訊，內(nèi)機(jī)與線控器之間為RS485通訊，調(diào)試器接入RS485網(wǎng)絡(luò)中。

圖1 調(diào)試器接入空調(diào)系統(tǒng)框圖

2 調(diào)試器硬件設(shè)計(jì)

2.1 硬件組成

調(diào)試器由電源轉(zhuǎn)換電路（12 V轉(zhuǎn)5 V、5 V轉(zhuǎn)3.3 V、5 V轉(zhuǎn)1.8 V）、主芯片電路、主晶振電路、軟件調(diào)試電路、按鍵復(fù)位電路、EMMC電路、背光電路、蜂鳴器電路、彩屏控制電路、CAN通訊電路、RS485通訊電路和USB供電電路組成。其硬件框圖如圖2所示。

圖2 線控器硬件組成框圖

2.2 單端口雙通訊硬件

CAN和RS485自動(dòng)識(shí)別收發(fā)硬件框圖如圖3所示，電路是CAN和RS485通訊可以共用的電路，對外只有一個(gè)接口J1，芯片內(nèi)部有兩個(gè)信號(hào)處理單元，U1是RS485通訊處理單元，U2是CAN通訊處理單元，調(diào)試器接入機(jī)組后默認(rèn)給U1單元上電，U2單元處于斷電狀態(tài)，總線差分信息經(jīng)U1單元處理到達(dá)信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元將接收的信號(hào)與MCU通訊，如果總線是RS485通訊信號(hào)，則通訊成功，保持目前通訊狀態(tài)。如果總線是CAN通訊信號(hào)，則通訊失敗，信號(hào)處理單元發(fā)送命令給電源管理單元，斷開U1單元供電，給U2單元供電，總線上的CAN通訊信號(hào)經(jīng)U2單元處理，可以與MCU正常通訊。U1單元和U2電源信號(hào)接收（RXD）、信號(hào)發(fā)送（TXD）以及總線信號(hào)SIG1、SIG2連接到一起以實(shí)現(xiàn)CAN通訊和RS485通訊可以共用一路信號(hào)，通過電源管理單元決定哪一個(gè)單元工作。

圖3 CAN和RS485自動(dòng)識(shí)別收發(fā)硬件框圖

3 調(diào)試器軟件設(shè)計(jì)

調(diào)試器CAN和RS485自動(dòng)識(shí)別程序處理流程框圖如圖4所示，圖4中A通訊為RS485通訊，B通訊調(diào)CAN通訊，調(diào)試器接入不確定通訊機(jī)型機(jī)組時(shí)，調(diào)試器默認(rèn)為A通訊，通訊數(shù)據(jù)發(fā)送給主芯片，主芯片是否能接收正確通訊數(shù)據(jù)，如能則通訊正常，按照該通訊方式進(jìn)行收發(fā)通訊數(shù)據(jù)。主芯片沒有接受到正確通訊數(shù)據(jù)則報(bào)通訊故障，此時(shí)主芯片發(fā)送控制信號(hào)給電源管理電源，把電源切換到B通訊芯片，按照B通訊方式進(jìn)行通訊，直到調(diào)試器能正常通訊。

圖4 CAN和RS485自動(dòng)識(shí)別程序處理流程框圖

4 測試驗(yàn)證

為驗(yàn)證通訊可靠性，將裝配好的調(diào)試器隨機(jī)接入6組CAN通訊機(jī)組和RS485通訊機(jī)組進(jìn)行測試，用示波器測試同學(xué)數(shù)據(jù)如表1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案測試可靠，通訊正常。

表1 實(shí)測數(shù)據(jù)表

5 結(jié)語

通過開發(fā)單端口雙通訊便攜式調(diào)試器，一個(gè)調(diào)試器可以通用CAN和RS485通訊機(jī)組，一個(gè)端口自動(dòng)識(shí)別機(jī)組通訊網(wǎng)絡(luò)。大大提高了空調(diào)機(jī)組的安裝調(diào)試和售后維修的效率[5]。通過單接口雙電路自動(dòng)切換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)單一端口快速識(shí)別響應(yīng)，解決了CAN和RS485不同網(wǎng)絡(luò)接口無法通用的問題[6]。