|
文檔名稱： |
OBD采集模塊硬件設計手冊 |
|
版本： |
V1.0 |
|
日期： |
2018-12-10 |
|
狀態： |
發布 |
|
文檔控制號： |
OBD采集模塊硬件設計手冊_V1.00 |
前言
感謝使用OBDIICLOUD 提供的OBD采集診斷模塊。本產品具有簡單易用的數據命令接口，可以提供OBD數據采集、汽車故障診斷等業務。使用前請仔細閱讀用戶手冊，您將領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數據采集以及汽車故障診斷，本公司不承擔由于用戶不正常操作造成的財產損失或者人身傷害責任。請用戶按照手冊中的技術規格和參考設計開發相應的產品。同時注意使用車載電子產品應該關注的一般安全事項。
在未聲明之前，本公司有權根據技術發展的需要對本手冊內容進行修改。
版本歷史
|
日期 |
版本 |
變更描述
|
作者 |
|
2018-12-10 |
V1.0 |
初版 |
Strong |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. 緒論
本文檔描述了模塊的硬件應用接口，包括相關應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、電氣性能和結構尺寸的詳細信息。結合本文檔和其他的應用文檔，用戶可以快速的使用模塊來設計OBD采集及診斷應用方案。
2. 模塊綜述
OBD采集模塊可支持但不限于以下標準OBDII汽車通訊協議：
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議的數據轉換為UART 格式的數據進行發送和接收，也可直接與各種單片機、PC 串口，PAD 等設備與汽車相連接。能快速的實現產品的二次開發。
支持大部分汽車OBD及專有的診斷應用。
內置固化升級程序，可實現無限功能升級。l
可以提供二次開發包SDK
2.1. 模塊主要特性
|
特性 |
說明 |
|
供電 |
電壓范圍：4.75V ~5.25V |
|
省電 |
SLEEP模式下的耗流為1毫安 ( 供電5V ) |
|
物理接口 |
|
|
支持協議 |
標準OBDII排放檢測，支持商用車的專有診斷協議J1939及J1708 |
|
數據應用 |
故障診斷、OBD數據采集 |
|
用戶接口 |
? 可以通過USART發送命令和數據 |
|
溫度范圍 |
? 工作溫度：-40℃ ~ +80℃ ? 存儲溫度：-45℃ ~ +90℃ |
|
用戶升級 |
可以使用PC升級軟件通過USART發送命令和數據升級 |
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
|
引腳名稱 |
引腳序號 |
I/O |
描述 |
備注 |
|
供電 |
||||
|
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 |
|
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。 |
|
|
GND |
10、11、19 |
I |
接地 |
|
|
USART數據接口 |
||||
|
TXD |
14 |
O |
模塊數據、命令發送 |
|
|
RXD |
15 |
I |
模塊數據、命令接收 |
|
|
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 |
|
|
J1708總線接口 |
||||
|
J1708+ |
2 |
I/O |
J1708總線差分信號高 |
|
|
J1708- |
3 |
I/O |
J1708總線差分信號低 |
|
|
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 |
|
|
KLINE總線接口 |
||||
|
K |
8 |
I/O |
K線通信信號 |
|
|
L |
9 |
I/O |
|
|
|
用戶接口 |
||||
|
LED |
16 |
O |
運行狀態指示燈 |
不用則懸空 |
|
NC |
||||
|
NC |
12、13、17、18 |
|
懸空 |
懸空 |
4. 接口應用
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。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，關斷電壓VRWM不能太高，一般是本身電壓基礎上增加1/3，如5V的信號線在選在TVS時，關斷電壓可以選擇6V左右的。
4.2 串口
OBD診斷模塊提供一個用于通訊的標準串口。包含數據信號線 TXD 和RXD，串口支持的通訊波特率57600bps。串口配置為：8 位數據位，無奇偶校驗，1 位停止位，無數據流控。
4.3 CAN線接口
CAN接口對應模塊的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接口對應于模塊的2、3引腳，用于實現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接口對應于模塊的6、7引腳，用于實現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接口對應于模塊的KBUS引腳，用于實現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 驅動接口電路，pin 定義為LED，用于指示模塊的工作狀態，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
一款產品性能的好壞，很大程度上取決于PCB走線。前面我們已經介紹如果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，當然也可以節省很多成本，本章主要介紹用戶在PCB布局階段應注意的一些事項，最大程度減少干擾問題，縮短用戶的研發周期。
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，要根據差分線PCB走線原則來。確保信號同一時間出現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。超過這些極限值將可能會導致模塊永久性損壞。
|
參數 |
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 |
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 數字接口特性
|
參數 |
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數字接口。
6.4 OBD接口特性
|
參數 |
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 |
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、裝配和操作模塊時必須注意靜電防護。ESD 性能參數（溫度：25℃，濕度：45%），模塊測試的性能參數如下表：
|
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
這一章描述生產相關的信息。
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
掃一掃
掃一掃
