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文檔名稱： |
OBD采集模塊硬件設(shè)計手冊 |
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版本： |
V1.0 |
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日期： |
2018-12-10 |
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狀態(tài)： |
發(fā)布 |
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文檔控制號： |
OBD采集模塊硬件設(shè)計手冊_V1.00 |
前言
感謝使用OBDIICLOUD 提供的OBD采集診斷模塊。本產(chǎn)品具有簡單易用的數(shù)據(jù)命令接口，可以提供OBD數(shù)據(jù)采集、汽車故障診斷等業(yè)務(wù)。使用前請仔細閱讀用戶手冊，您將領(lǐng)略其完善的功能和簡潔的操作方法。
此模塊主要用于汽車OBD數(shù)據(jù)采集以及汽車故障診斷，本公司不承擔(dān)由于用戶不正常操作造成的財產(chǎn)損失或者人身傷害責(zé)任。請用戶按照手冊中的技術(shù)規(guī)格和參考設(shè)計開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品。同時注意使用車載電子產(chǎn)品應(yīng)該關(guān)注的一般安全事項。
在未聲明之前，本公司有權(quán)根據(jù)技術(shù)發(fā)展的需要對本手冊內(nèi)容進行修改。
版本歷史
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日期 |
版本 |
變更描述
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作者 |
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2018-12-10 |
V1.0 |
初版 |
Strong |
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1. 緒論
本文檔描述了模塊的硬件應(yīng)用接口，包括相關(guān)應(yīng)用場合的電路連接以及OBD接口等?？梢詭椭脩艨焖俚牧私饽K的接口定義、電氣性能和結(jié)構(gòu)尺寸的詳細信息。結(jié)合本文檔和其他的應(yīng)用文檔，用戶可以快速的使用模塊來設(shè)計OBD采集及診斷應(yīng)用方案。
2. 模塊綜述
OBD采集模塊可支持但不限于以下標(biāo)準(zhǔn)OBDII汽車通訊協(xié)議：
ISO 9141-2
ISO 14230-4(KWP2000)
ISO 15765-4(CAN-BUS)
SAE J1850 PWM
SAE J1850 VPM
SAE J1939
SAE J1708
模塊的尺寸48*30*3.5 mm，可以滿足大部分用戶應(yīng)用中對空間尺寸的要求。模塊和用戶的物理接口為20PIN的郵票孔焊盤封裝，提供了模塊的所有硬件接口。
OBD采集模塊用于與汽車診斷通訊，硬件支持一路高速CAN線、一路J1708、一路J1850電路，及一路KLine物理層,可跟現(xiàn)在的極大部分汽車的各種控制模塊進行診斷通訊。
模塊將汽車總線各種協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為UART 格式的數(shù)據(jù)進行發(fā)送和接收，也可直接與各種單片機、PC 串口，PAD 等設(shè)備與汽車相連接。能快速的實現(xiàn)產(chǎn)品的二次開發(fā)。
支持大部分汽車OBD及專有的診斷應(yīng)用。
內(nèi)置固化升級程序，可實現(xiàn)無限功能升級。l
可以提供二次開發(fā)包SDK
2.1. 模塊主要特性
3. 模塊封裝
3.1. 引腳分布圖及模塊封裝尺寸
3.2. 模塊引腳描述
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引腳名稱 |
引腳序號 |
I/O |
描述 |
備注 |
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供電 |
||||
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12V |
1 |
I |
接汽車蓄電池電壓，Kline總線通訊需要使用此電壓 |
用于K線通訊 |
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5V |
20 |
I |
模塊電源供電，電壓范圍，從4.75V到5.25V。電源要能夠提供200mA以上的電流。紋波<50mV。 |
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|
GND |
10、11、19 |
I |
接地 |
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USART數(shù)據(jù)接口 |
||||
|
TXD |
14 |
O |
模塊數(shù)據(jù)、命令發(fā)送 |
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|
RXD |
15 |
I |
模塊數(shù)據(jù)、命令接收 |
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CAN總線接口 |
||||
|
CANH |
5 |
I/O |
高速CAN總線差分信號高 |
|
|
CANL |
4 |
I/O |
高速CAN總線差分信號低 |
|
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J1708總線接口 |
||||
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J1708+ |
2 |
I/O |
J1708總線差分信號高 |
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|
J1708- |
3 |
I/O |
J1708總線差分信號低 |
|
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J1850總線接口 |
|
|||
|
J1850+ |
6 |
I/O |
J1850總線差分信號高 |
|
|
J1850- |
7 |
I/O |
J1850總線差分信號低 |
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KLINE總線接口 |
||||
|
K |
8 |
I/O |
K線通信信號 |
|
|
L |
9 |
I/O |
|
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|
用戶接口 |
||||
|
LED |
16 |
O |
運行狀態(tài)指示燈 |
不用則懸空 |
|
NC |
||||
|
NC |
12、13、17、18 |
|
懸空 |
懸空 |
4. 接口應(yīng)用
4.1. 供電
模塊5V的電壓輸入范圍是4.75V到5.25V，推薦電壓為5V。建議靠近5V輸入管腳處使用一個大電容穩(wěn)壓，推薦使用47μF鉭電容（CA低 ESR)和一個1μF~10μF的陶瓷電容（CB）并聯(lián)。同時為防止浪涌對芯片的損壞，建議在模塊5V引腳使用一個6.3V/500mW的齊納二極管。 PCB布局時，電容和二極管應(yīng)盡可能靠近模塊的5V引腳。注意：電路中的TVS要有良好的GND連接，位置要盡可能靠近接口，關(guān)斷電壓VRWM不能太高，一般是本身電壓基礎(chǔ)上增加1/3，如5V的信號線在選在TVS時，關(guān)斷電壓可以選擇6V左右的。
4.2 串口
OBD診斷模塊提供一個用于通訊的標(biāo)準(zhǔn)串口。包含數(shù)據(jù)信號線 TXD 和RXD，串口支持的通訊波特率57600bps。串口配置為：8 位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗，1 位停止位，無數(shù)據(jù)流控。
4.3 CAN線接口
CAN接口對應(yīng)模塊的4、5引腳,其中模塊CANH接OBD接口第6腳，CANL接OBD接口第14腳，同時為防止浪涌對芯片的損壞，建議在模塊CANH、CANL引腳使用兩個6.3V/500mW的齊納二極管。
4.4. J1708線接口
商用車J1708接口對應(yīng)于模塊的2、3引腳，用于實現(xiàn)J1708 RS485物理層，J1708+引腳接OBD第12腳，J1708-引腳接OBD第13腳。同時為防止浪涌對芯片的損壞，建議在模塊J1708引腳使用兩個6.3V/500mW的齊納二極管。
4.5. J1850線接口
OBD J1850接口對應(yīng)于模塊的6、7引腳，用于實現(xiàn)J1850物理層，J1850+引腳接OBD第2腳，J1850-引腳接OBD第10腳。同時為防止浪涌對芯片的損壞，建議在模塊J1708引腳使用兩個10V/500mW的齊納二極管。
4.6. K線接口
K-Line接口對應(yīng)于模塊的KBUS引腳，用于實現(xiàn)ISO9141-2 、ISO14230 物理層，KBUS引腳接OBD第7腳，LBUS引腳接OBD第15腳。同時為防止浪涌對芯片的損壞，建議在模塊K引腳使用兩個36V/1W的齊納二極管。
4.8 LED接口
模塊提供一路LED 驅(qū)動接口電路，pin 定義為LED，用于指示模塊的工作狀態(tài)，管腳外部接LED燈正極，再串一個1K的限流電阻到地。
5. PCB布局原則
一款產(chǎn)品性能的好壞，很大程度上取決于PCB走線。前面我們已經(jīng)介紹如果PCB布局不合理可能會引CAN總線及K總線干擾問題，解決這些干擾的途徑往往是重新Layout，如果前期我們能規(guī)劃一個良好的PCB布局，從而使PCB走線順暢，可以省下很多時間，當(dāng)然也可以節(jié)省很多成本，本章主要介紹用戶在PCB布局階段應(yīng)注意的一些事項，最大程度減少干擾問題，縮短用戶的研發(fā)周期。
電源走線不僅要考慮5V，也要考慮電源的回流GND。5V正極的走線一定要短，要粗，走線一定要先經(jīng)過齊納二極管、大電容再到模塊的電源PIN。模塊GND腳用來連接電源的一定要保證這個pin到電源的GND路徑最短，最通暢。這樣可以保證整個電源的電流路徑最短，干擾也可以最小。12V電源為汽車點火檢測用及K-Line通訊用，電流不大，但盡量使電流回路短。
OBD接口CAN、J1708總線為差分線，要根據(jù)差分線PCB走線原則來。確保信號同一時間出現(xiàn)在每條線路的同一點上。要使走線的各段等長。
6. 電氣，可靠性和汽車電器特性
6.1 絕對最大值
下表顯示了在非正常工作情況下絕對最大值的狀態(tài)。超過這些極限值將可能會導(dǎo)致模塊永久性損壞。
|
參數(shù) |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
|
5V |
- |
- |
7.5 |
V |
|
12V |
- |
- |
36 |
V |
|
II* |
- |
- |
8 |
mA |
|
IO* |
- |
- |
8 |
mA |
6.2 工作溫度
下表顯示了模塊的工作溫度范圍：
|
參數(shù) |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
|
工作溫度 |
-40 |
+25 |
+80 |
℃ |
|
存儲溫度 |
-45 |
|
+90 |
℃ |
6.3 數(shù)字接口特性
|
參數(shù) |
描述 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
|
VIH |
輸入高電平電壓 |
2.8 |
- |
5 |
V |
|
VIL |
輸入低電平電壓 |
-0.3 |
- |
0.7 |
V |
|
VOH |
輸出高電平電壓 |
3.4 |
- |
- |
V |
|
VOL |
輸出低電平電壓 |
- |
- |
0.4 |
V |
*適用于USART, LED數(shù)字接口。
6.4 OBD接口特性
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參數(shù) |
描述 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
|
CANH CANL |
CANH電平電壓 |
3 |
3.6 |
4.25 |
V |
|
CANL電平電壓 |
0.5 |
1.4 |
1.75 |
V |
|
|
J1708 |
J1708電平電壓 |
4.75 |
5 |
5.25 |
V |
|
J1850 |
J1850電平電壓 |
4.75 |
5 |
5.25 |
V |
|
K
|
輸出高電平電壓 |
9 |
- |
- |
V |
|
輸出低電平電壓 |
- |
- |
1.5 |
V |
6.5 耗流(VCC=5V)
|
參數(shù) |
描述 |
條件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
單位 |
|
5V |
電源電壓 |
電壓必須在最大值與最小值之間 |
4.75 |
5 |
5.25 |
V |
|
平均電流 |
工作模式 |
模塊全功能運行 |
20 |
25 |
35 |
mA |
|
休眠模式 |
模塊進入休眠模式 |
0.8 |
1 |
1.5 |
mA |
6.6 靜電防護
模塊沒有專門針對靜電放電做保護。因此，用戶在生產(chǎn)、裝配和操作模塊時必須注意靜電防護。ESD 性能參數(shù)（溫度：25℃，濕度：45%），模塊測試的性能參數(shù)如下表：
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引腳 |
接觸放電 |
空氣放電 |
|
5V、12V |
±6KV |
±12KV |
|
GND |
±6KV |
±12KV |
|
TXD、RXD |
±2KV |
±8KV |
|
LED |
±2KV |
±8KV |
7. 生產(chǎn)
這一章描述生產(chǎn)相關(guān)的信息。
7.1. 模塊的頂視圖和底視圖
模塊頂視圖 模塊底視圖
7.2. 推薦焊接爐溫曲線圖
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