上海别克荣御轿车车身串行数据通信系统介绍

河南机电高等专科学校汽车单片机与局域网技术大作业专业班级： 汽电 111 姓 名： 曹进科 学 号： 111606121 成 绩： 指导老师： 袁霞 2013 年 4 月 16 日当通过串行数据总线从一个控制模块向另一个控制模块依次发送信息时，所发送的信息即称为串行数据。从电子信号角度说，串行数据就是一系列由高到低迅速变化的电压脉冲串，一个电压脉冲串表示一条信息.UART 是异步收发串行通信系统，它采用单线制线路，传输速率 8 192 hits o。UART 串行通信网络中有 1 个控制串行数据总线通信的主控模块，在大多数情况下，车身控制模块就是 UART 总线的主控模块。UART 通信采用 5 V 单线数据线，其系统电压为 5 V。可见，UART 是通过正逻辑运算相同的脉宽进行数据通信，UART 串行通信波形见图 1（图 1、 DART 串行通信波形）别克荣御轿车中各种电子控制模块之间通过串行数据总线通信，发动机控制模块(ECM )、变速器控制模块(TCM)和防抱死制动系统一牵引力控制系统(ABS-TCS )，利用 GM LAN 通信协议在串行数据总线上进行通信，而车身控制模块(BCM)则利用通用异步收发(UART)通信协议与组合仪表、音响主机(AHU)和乘员保护系统传感器及诊断模块(SDM)进行通信。是一种基于控制器区域网通信协议的通信，动力系统接口模块总线终端电阻为120 SZ，发动机控制模块总线终端电阻也为 120 SZ , GM LAN 总线是一个双线线路见图 2。（图 2、 GM LAN 双线路传输示意图）GM LAN 总线采用的是高速差分模式进行通信，通信速率是 500 kbit/s 。GM LAN 串行通信波形，见图 3，它可以通过 2 个逻辑层面即隐性(未驱动)和显性(驱动)显示。隐性(逻辑 1)。总线处于空闲状态，CAN-High 和 CAN-Low 电压相同，均为 2. 5 V ,不存在差分电压。显性 (逻辑 2)。总线处于被驱动状态，CAN-High 电压为 3. 6 V , CAN-Low 电压为 1. 4 V，存在 2. 2 V 差分电压。（图 3、 GM LAN 串行通信波形）图 4 显示了串行数据总线的布局，图中所示的串行数据部件根据车辆选装件情况而有所不同。（图 4、串行数据总线布局图）2.元件的位置别克荣御轿车串行数据总线的控制单元的位置，见图 5 和图 6。图 5、发动机舱控制单元位置图 图 6、驾驶室内元件位置图 3. GM LAN 双线传输系统GM LAN 和 UART 协议的主要区别在于，UART 依靠总线主控模块控制信息收发，而 GM LAN 的信息收发由各控制模块管理。该总线采用终端电阻作为线路终结器，位于总线线路末端的两个控制模块内。这些终端电阻的作用是:防止当数据传输到 GM LAN 总线线路末端时出现反射回送。GM LAN别克荣御轿车局域网电路见图 7，下面根据电路图进行通信网络分析。图 7、别克荣御轿车局域网电路第一 UART 串行数据电路 800(红/黑)，从车身控制模块(A15)连接到诊断插座 X40 的端子 9 和动力系统接口模块(AS)的端子 X1-10。第二 UART 串行数据电路 1061(绿/自)，从车身控制模块(A15)连接到以下模块:温度控制模块(A14)、组合仪表(P3)、收音机(A133)、高级音频放大器(N7)、轮胎气压监测器（A157 ） 、音频接口模块(A15d )、记忆座椅（A21 ）等。第三 UART 串行数据电路 774(自/绿)，从车身控制模块(A15)连接到传感和诊断模块(A65)。采用 GM LAN 通信的控制模块有 5 个，分别为发动机控制模块(A43)、变速器控制模块(All2 ) 、防抱死制动系统控制模块(A38 ) 、牵引力控制系统电子稳定程序模块( All6 ),车令向盘转角传感器(8116 ) 、动力系统接口模块(AS )。电路 2500(棕/黑)是 CAN-High 线，接诊断插座 X40 的端子 61。 Alsb 音频接口模块与 Als2 DVD 之间采用(Class-11 串行数据总线连接，同时将 Class-11 通过电路 104s 连接到 X40 诊断接口，可直接进行自诊断。另外，图 7 中还有一个没画出的线路，采用的是 GM LAN 通信，电路如图 8、所示。图 7-8 温度控制模块与多功能显示屏间的通信动力系统接口模块相当于一个透明双向译码装置，允许数据在采用 GM LAN 协议的模块和采用 UART 协议的模块之间流动。当需要在发动机和变速器模块之间通信时，发动机控制模块有时也会设置一个变速器控制模块，也能检测到故障码。1.常见串行数据传输故障码串行数据传输故障码见表 9。表 9、常见的串行数据传输故障码a.气囊展开车辆熄火功能。一旦气囊展开，车辆将在停止后解锁车门并启亮顶灯 10 s 此时，发动机和燃油泵被关闭。b.解锁照明。当在黑暗环境下用遥控钥匙解锁车门时，前照灯将启亮 30s。c.车门自动锁定系统。当换挡杆移出驻车位置时，所有车门自动锁定。可从组合仪表菜单中选择。d.车灯自动关闭功能。当驻车灯、前照灯或车灯自动接通时，点火钥匙转到关闭位置后，所选的车灯将在用户可调的时间段内保持启亮，然后再自动熄灭。可调节延时时间。e.车灯自动接通功能。取决于目照传感器及刮水器。目照传感器根据光照情况自动决定何时启亮或关闭前照灯，而刮水器开关位置可强制车灯更早启亮。f.蓄电池节电模式。当车辆进入节电模式后，蓄电池电流将减少至 30 mA 以下。激活此模式的时间被设定在遥控锁定车门(用钥匙通过驾驶员车门锁定车辆)后的 10s 或点火开关关闭后的 1h。g.中央锁定系统遥控车辆安全系统。若已编程设置了 1 级解锁(仅驾驶员车门)模式，则按住钥匙上的锁定按钮不放就可同时锁定/解锁驾驶员和乘客车门，在所需时间内再次按下按钮就会激活各车门锁。可选择遥控门锁系统是仅控制驾驶员车门还是控制驾驶员和乘客车门。h.顶灯和门控灯控制系统。点火钥匙拧到关闭位置以及驾驶员车门打开和关闭都会触发顶灯关闭计时功能。入车延时照明、中央锁定车门和点火开关关闭后门控灯点亮。i.侵入警告系统。当钥匙从点火开关中拔出时，将禁用发动机，使车辆锁止。仪表变光控制系统。按住变光开关可改变仪表照明强度。j.间歇刮水器控制系统。当车速提高时，刮水器刮水间断时间将减小。k.电动车窗系统。当电动车窗开关被按住 0. 4s 以上时，将执行驾驶员和乘客车窗快速下降功能。点火开关关闭后，车窗会在短时间内保持可操作状态。曲电动大线控制系统。当车身控制模块接收到收音机请求信号时，车身控制模块将控制收音机大线的高度和驱动器方向。高度可设置并保存在优先设置的钥匙1 和钥匙 2 上，带高度调节和高度记忆功能l.优先设置钥匙可自动应用两个人的个人车辆设置。将钥匙 1 或钥匙 2 插入点火开关就会选择用户在所列系统中作的设置。设置内容一般包括温度控制、音响系统、超速警报、变速器动力经济模式、仪表变光器等级、前照灯关闭延时。m.后车灯灯泡故障指示。该信息在多功能显示屏上显示。检查尾灯和制动灯熔断器以及灯泡是否有故障。车身控制模块控制电路见图1.别克荣御轿车采用 UART 串行通信系统。2. UART 是异步收发串行通信系统，它采用单线制线路，传输速率 8 192 hit/s。图 10、公共电源线路 3.别克荣御轿车中各种电子控制模块之间通过串行数据总线通信，发动机控制模块(ECM )、变速器控制模块(TCM)和防抱死制动系统一牵引力控制系统(ABS-TCS，利用 GM LAN 通信协议在串行数据总线上进行通信，而车身控制模块(BCM)则利用通用异步收发(UART)通信协议与组合仪表、音响主机(AHU)和乘员保护系统传感器及诊断模块(SDM)进行通信。图 11、 DART 和 GM LAN 通信线路图4.动力系统接口模块 PIM(网关)集成在串行数据网络中，相当于一个“翻译”装置，可使 GM LAN 串行数据总线上的控制模块与 UART 串行数据总线上的控制模块进行通信。 5. GM LAN 和 UART 协议的主要区别在于， UART 依靠总线主控模块控制信息收发，而 GM LAN 的信息收发由各控制模块管理。GM LAN 总线采用的是高速差分模式进行通信，通信速率是 500 kbit/s.6.串行数据传输故障码使用 TECH2 诊断仪进行诊断。7.别克荣御轿车车身控制模块控制电器功能:气囊展开车辆熄火功能、解锁照明、车门自动锁定系统、车灯自动关闭功能车灯自动接通功能、蓄电池节电模式、中央锁定系统遥控图 12、侵入警告系统和后备箱盖电磁阀电路 图 1