汽车OBD2诊断程序开发 - 全文

1、因TL718已经为你建立了物理层、数据链层和部分应用层的协议，所以只要OBD2标准应用层协议文本，ISO15031-5 或 SAE J1979（这两个协议是相同的内容）。    
2、TL718诊断接口 1 套或用TL718芯片自建电路。
3、家用PC机电脑一台。
4、安装软件：Accessport调试软件及VC++（或VB、BC++等）你喜欢的开发软件。
5、符号OBD2标准的汽车发动机电脑一块（或汽车一台）

准备好以上这些，你就可以开始你的OBD2标准程序开发了！！！




TL718基本信息

    TL718通过一个UART串口与单片机、PDA或PC RS232通讯，在有的新的PC机上已没有装备RS232串口，可以通过虚拟串口实现与TL718通讯，例USB TO RS232、以太网TO RS232、或蓝牙 TO RS232等等。


        -------     RS232     ------    OBD2电缆    ----------
       |   PC  |<----------->| TL718|<------------>|汽车诊断口|
        -------               ------                ----------


   不管使用怎样的物理连接，你可以使用超级终端或串口调试工具，直接通过键盘发送和接收字符。在使用串口调试软件前，首先必须设置正确的COM端口号和正确的波特率。一般为9600波特率（PIN6=0V），或38400波特率（PIN6=VCC，PP OC设置默认值）。串口设置为：8个数据位，校验位：0， 停止位 1位。如果设置错误，将不能和TL718正常通讯。所有从TL718的响应以一个回车符（0X0D）及一个可选的换行符（0X0A）结束。正确连接，打开电源后。TL718将驱动测试LED灯，（闪亮3次）后，发送：


      TL718 starting

      〉

    如果正确收到以上信息代表串口及连接设置正确。第二行“〉”符号代表TL718为空闲状态，可以立即从RS232接收数据。如果没有收到“〉”符号就向TL718发送数据，可能引起数据丢失。而发生不正确的响应。PC从串口向TL718发送的指令格式：

      TL718有2种格式的命令
                       1、OBD连接命令，与车辆发生通讯。
                       2、内部命令，全部以AT开头，不与辆发生通讯。

l发送必须以0x0d(回车符)结束的ASCII码字符，回车符后面的字符被TL718丢弃。
lTL718内部命令以“AT”开头，后面跟可见字符。不可见字附及空格被忽视。
lOBD命令只能包含16进制的ASCII码（0-9，a-f,A-F），空格被忽略。
l如果发送的指令，不能被TL718有效解释，TL718将返回一个“?”表明，发送指令无效。
l当TL718处理OBD命令时，TL718连续监视RTS引脚及RS232输入，其中任何一个情况发生，TL718将中断当前的OBD命令，使它快速返回提示符“〉”，等待接收新的命令。
l大小写字符都能被TL718接收，空格被忽略。比喻命令“ATZ”、“atz”、“at z”都是一样的。

比喻我们向TL718发送一个复位指令只要向RS232串口发送ASCII字符“ATZ”+0x0d(回车符);

TL718 Starting
>ATZ
ELM327 v1.2
>
 

注：ATZ指令返回 ELM327 V1.2是为了使用现成的国外OBD观软件，所以用了这个返回信息。
返回本芯片信息用“ATI”指令。

>ATI
TL718 v1.0
>
 

返回芯片编号用 "AT@S"指令（这个编号升级硬件和提供保修服务时需要）

>AT@S
CodeNumb:98764323
>


 

TL718的OBD命令
  
          如果你向TL718发送的指令以16进制数的ASCII开头，则TL718认为是OBD命令，TL718接收后，把成对的ASCII码16进制数转换成单个字节的16进制数据发送到车辆电脑数据总线。OBD命令实际是被嵌入到数据消息包内后发送到数据总线上的，大多数标准要求：在每个数据消息包内包含三字节的头及最后一个数据校验字节。TL718自动添加了这些附加的字节，这些默认的值对OBD2诊断模式请求指令都不需要更改，但如果你想要更改这些头字节值，可以用内部命令“ATSH XXXXXX”更改。

       大部分OBD指令长度只有一个字节或2个字节，TL718充许发送的最长度是对应标准规定的字节，超出部分将被丢弃。发出的OBD指令，不能出现单个的数字，16进制数必须成对发送，比喻0不可能发送单个的“0”，必须发送“00”，如果出现单个数字，TL718认为指令格式错误，将返回一个“？”。由于OBD（汽车诊断标准）都使用16进制，所以TL718接收发送的数据也是16进制的。例15的代表的十进制值是21;

       当发送完OBD2命令后，TL718等待从总线接收OBD消息，如果接收到地址的消息并且地址匹配，则TL718就把数据从RS232发送给PC，如果TL718接收到的消息和发送的地址不匹配，则忽略该消息。但也可以通过ATBD内部命令查看该接收到的消息包。如果直到等待时间（P2MAX ATST命令的设置值，默认值100ms）结束，没有接收到匹配地址的数据，则TL718返回“NO DATA”，如果接收到数据并且地址匹配则复位计时间，继续等待，直到等待时间溢出。
        

OBD2标准诊断模式

开发OBD2诊断程序，必须掌握ISO 15031-5（ SAE J1979）定义的九种诊断模式，对于英文不是很好的朋友，本站有个中文的说明：
可以参考：

          
OBD系统输出信息的模式/服务

• Mode 1: 请求动力系当前数据
• Mode 2: 请求冻结祯数据
• Mode 3: 请求排放相关的动力系诊断故障码
• Mode 4: 清除/复位排放相关的诊断信息
• Mode 5: 请求氧传感器监测测试结果
• Mode 6: 请求非连续监测系统OBD测试结果
• Mode 7: 请求连续监测系统OBD测试结果
• Mode 8: 请求控制车载系统，测试或者部件
• Mode 9: 读车辆和标定识别号

每个模式后面紧跟一个参数标识（PID）表示后面是什么参数，每个模式的PID 00 是ISO15031定义专用的参数，每个符合标准的电脑必须支持这个参数标识。代表该模式对其他PID是否支持。


   与车辆数据通讯

OBD2命令的格式

1、
   

      上图是OBD2的诊断指令的消息包的完整格式（极大部分厂商专用的功能也是这种格式），TL718能自动设定了Header/ID/PCI/CHECKSUM这部分数据，对于标准的OBD2诊断程序你都几乎不用关心修改它。想了解有关内容，它们分别定义在ISO14230-2、J1850 、IS9141-2 和ISO15765-2数据链层定义的文本内。

       TL718自动检测数据总线的物理连接，能在协议1-9间自动搜寻当前车辆的协议，搜寻到后自动返回数据。当然也可手工设定到某个特定的协议。TL718不搜寻A-F协议，因为A-F协议它们没有象OBD2一样有一个统一的ISO15031应用层协议，那样的话自动搜索变得毫无意义。

2、ISO15031（SAE J1979）是应用层的协议，同样它也不用关心使用什么样的物理层协议（TL718自动连接），你编程时只要发送数据，和接收及处理接收回来的数据（计算或显示）。所以这么多种物理连接，以统一标准规定的数据包来发送接收，我們编程处理变得相对简单。下面我们来讨论OBD2指令。

3、这里我们只要关心数据消息包的7字节数据（data byte）部分就可以了

      ISO15031-5定义：

             字节               意义
              1         MODE    代表请求数据的类型
              2          PID    参数标识
              3-7               根据不同的MODE及PID ISO15031-5有详细的定义

          
         如上图所示，连接好线路及打开车匙到ON，不要起动车辆。不用做任何设定，只要你向TL718发送指令，TL718自动返回车辆响应的数据。


例 1：  图所示：“0100”代表ISO15031-5定义MODE 01 PID 00 指令。

          >01 00
          41 00 BF 9F B9 90
         第1个字节 41  代表 Mode 01  (01+40，标准定义)   
         第2个字节 00  代表  PID 00
         3-6字节是车辆发送回来关于 MODE 01 PID 00 请求返回来的数据
          表示模式00 所支持其他（PID01---PID32)标识的按位定义的数据 1代表支持 0代表不支持。  

例 2：请求（读取）发动机水温 MODE 01 PID 05

         我们只要简单的向车辆发送0105指令
          >0105
           41 05 7B
        
          41代表MODE 01 
          05代表 PID 05
          7B是水温值 10进制数值是(7*16+11)123 水温是123-40=80度
          
例 3：读取发动机转速rpm  MODE 01 PID 0C

      同样只要向TL718发送：010C

          >01 0C
          41 0C 1A F8
       1AF8是2字节的16进制值，转换为10进制数是6904，每格1/4 rpm
       转速是6904/4=1726 rpm

      注：以上数据的转换，及格式在ISO15031-5内有详细定义



     读OBD2故障码(DTCs Diagnostic Trouble Codes)

    读故障码是诊断仪最常用的功能，这里只是简单的说明一下，详细内容请查阅ISO15031-5文本
   一般情况下可直接用MODE 03读取当前故障码，但这里我们

先用MODE 01 PID 01读取现在有多少个故障码存在ECU内
      
       >01 01
        41 01 81 07 65 04
       >

      41 01 前面已说明是对MODE 01 PID 01的响应代码，
      81   代表当前的故障码数，这个10进制数值是129，不是代表有129个故障码，
            81它的最高位MSB 代表是否点亮故障指灯，低7位代表了故障码的数量
           16进制算法应是 0x81 & 0x7F = 0x01 所以是一个故障码。也可是10进制数值直接减128
            即：129-128=1;
      
       所以81代表了，故障灯点亮，有一个故障码，81后面的数据请参考标准文本，和读故障码没有关系。

在这个例子中，TL718只返回了一行数据，但是如果有另外的控制模块也附合响应条件，有可能返回多行信息。
比喻常见的：发动机电脑和自动波箱控制电脑同时返回信息，就会有2行信息，要确认是哪一个电脑返回的是哪一行
信息，必须设置返回OBD消息保的三字节头（AT H1内部命令打开），查看消息头字节中的第三个字节（源地址）确定
是那个电脑模块返回的消息包。这里先不讨论，在另外章节来详细讨论，多消息包数据。

现在已经读了有多少个故障码，下一步读实际的故障码是什么。

          用OBD2诊断模式MODE 03读取：只要简单地向TL718发送03
           
        >03

         可能的返回信息数据如下：
         43 01 33 00 00 00 00
         
        注：如果故障码数量多于3或多个电脑模块，会返回多行消息包，
           
     43是对MODE 03 请求的响应（03+40）,另外的6个字节是故障代码，2个字节代表一个故障码。
     这里有3个代表故障码的数据：0133 0000 0000，“0000”是ISO15031在这个模式下返回的填充数据
     不是实际的故障码。
     
    故障码含义：ISO定义：二字节故障码（例0133）的第一个数如下表所示  现在来分析上面的故障码 0133：

     第一个数字“0”按上表用“P0”代替。0133就代表是故障码P0133。
同样如果收到的是D016则，“D”用U1代替，则故障代码就时U1016;
如果收到是1131则代换后，故障代码是P1131。

   注：ISO15765 CAN故障码消息包和J11850、ISO9141 ISO14230返回的信息有稍不同，
       编写程序时要注意，ISO 15765 返回的信息第二个数据代表的是电脑模块有多少个故障码（DTCs），
       详细看ISO15031-5内定义。



清除故障代码

    OBD2诊断模式MODE04 是复位ECU的一个功能，同时也清触故障代码;执行后ECU将：

           1、复位故障代码的数量为0
           2、删除所有的故障代码
           3、删除存储的冻结桢数据
           4、删除所有O2传感器听测试数据
           5、删除模式MODE06 和 MODE 07的数据信息

     复位后你的汽车由于复位了一些数据，短时间内可能会引起工作异常。为了防止不小心复位ECU，
    ISO15031-5要求所有的扫描工具（诊断仪）在发送MODE 04指令前，必须加一个“确认信息”。
    TL718不监视发送信息的内容是否是复位指令。

        >04
         44
        >
     发送04指令后，车辆ECU接收成攻，将立即复位以上内容，
     并发回一个MODE 04的响应信息44（04+40）。

一般的流程：

结束语

• • ISO14230 ISO9141要求通讯前的初始化过程、及连接后要求有一个周期性的握手信号，这些TL718都已经自动完成，OBD2标准的诊断程序都不用更改。怎样更改这些参数：

• • 看完这些内容，就可开始你的OBD2开发。实际上厂商专用的诊断功能程序差不多也是这么简单。为什么叫专用，是因为它没有公开应用层的协议。开发时比我们OBD2开发多少一个过程。就是怎样用TL718从专用的设备中读得专用的诊断指令（也就是应用层协议）。在开发专用功能的诊断仪中讨论这个问题。
  • OBD2其他的诊断模式这里不再说明，诊断方法都是一样的。详细内容查看ISO15031-5或SAE J1979。
  • 多试多做你会发现开发诊断程序原来如此简单。
  
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