汽车协议学习

news2024/10/3 10:46:36

ⅠOBD

1.OBD接口

OBD有16个引脚，每个引脚的电压不同（可以对应不同的协议）

车端： 16- 9 (短一点点的)

8-1 （长一点的）

2.基于OBDⅡ的通信协议

CAN （ISO-15765）对应的引脚是6-14

J1850

①PWM 对应的引脚是2 -10

②VPW 对应引脚2

K-line

①ISO 9141-2 对应引脚 7 -15 or 1 2

②14230-5（KWP2000）对应引脚7-15

CAN

SO15765-2定义了诊断模型中TP网络传输层对于不同CAN报文格式单帧和多帧的处理方式。ISO15765目的是为了解决ISO 11898协议中定义的经典CAN数据链路层与ISO 14229协议中定义的应用层，彼此之间数据长度不统一的问题

ISO 标准化的 CAN 协议

CAN 协议经 ISO 标准化后有 ISO11898 标准和 ISO11519-2 标准两种。 ISO11898 和 ISO11519-2 标准对于数据链路层的定义相同，但物理层不同
(1) 关于 ISO11898
ISO11898 是通信速度为 125kbps-1Mbps 的 CAN 高速通信标准。目前， ISO11898 追加新规约后，成为 ISO11898-1 新标准。
(2) 关于 ISO11519
ISO11519 是通信速度为 125kbps 以下的 CAN 低速通信标准。ISO11519-2 是 ISO11519-1 追加新规约后的版本。

物理层和数据链路层

CAN总线信号

ISO 11898-2，也称为高速度CAN。它在总线的两端均接有120Ω电阻。

高速CAN总线在传输显性（0）信号时，会将CAN_H端抬向5V高电平，将CAN_L拉向0V低电平。当传输隐性（1)信号时，并不会驱动 CAN_H或者CAN_L端。显性信号CAN_H和CAN_L两端差分标称电压为2V。终端电阻在没有驱动时，将差分标称电压降回0V。显性信号（0）的共模电压需要在1.5V到3.5V之间。隐性信号（1）的共模电压需要在+/-12V。

ISO 11519 低速/容错CAN信号在传输显性信号（0）时，驱动CANH端抬向5V，将CANL端降向0V。在传输隐性信号（1）时并不驱动CAN 总线的任何一端。在电源电压Vcc为5V时，显性信号差分电压需要大于2.3V，隐性信号的差分电压需要小于0.6V。CAN总线两端未被驱动时，终端电阻使CANL端回归到RTH电压（当电源电压Vcc为5V时，RTH电压至少为Vcc-0.3V=4.7V），同时使CANH端回归至RTL电压（RTL 电压最大为0.3V）。两根线需要能够承受-27V至40V的电压而不被损坏。

帧格式

CAN总线的数据帧有标准帧和扩展帧两种格式，区别在于标准帧具有 11-bit 的帧ID，扩展帧具有 29-bit 的帧ID；

位填充

无论何时，发送器只要检测到位流中有5个连续相同逻辑的位，便会自动在位流中插入一个补码位。所以当有五个连续的相同逻辑位那么第六位的数据要舍弃

作用：

1.CAN网络同步需要足够多的上升沿，这是CAN协议规定位填充的目的之一。

2.确保数据帧不会被当作错误帧（由6个连续的显性或隐性位组成）、确保正确识别帧结束标志（7个连续隐性位）。

15765-2

根据ISO-TP中的描述，Can帧主要分四类：单帧(Singal frame, SF)，首帧(First frame, FF)，连续帧(Consecutive frame, CF)，流控帧(Flow control frame, FC)；

单帧：值为0，其长度可为8个字节(value值占1个字节 + 7个表示正常地址字节，一般我们遇到主要就是类型的)或7个字节(value值占1个字节 + 6个扩展地址字节)；

首帧：其值为1，用于长的、已被分割的多帧消息包中。首帧包括整个包的数据长度，以及数据初始值；

连续帧：其值为2，包含多帧消息包后续子序列的数据帧；

流控帧：其值为3，是由接收方在确认收到首帧(FF)后发起的响应。其约定了后续连接帧(CF)的传输参数；BS 块大小 ST时间

K-line

ISO 9141

ISO 14230

这两个好像差不多好像是关键字不同

KWP2000只有三个子层有定义说明，即：应用层、数据链路层、物理层。并且这三个层分别由ISO-14230-1、ISO-14230-2、ISO-14230-3定义标准，所以一直都这么说，ISO-14230就是基于K线的KWP2000。 K线KWP2000协议是异步半双工进行通讯的，通常采用10416BPS的波特率；空闲电平通常为12V。

|(1) 应用层 ISO-14230-1

KWP2000 |(2) 数据链路层 ISO-14230-2

|(3) 物理层 ISO-14230-3

1、系统进入初始化

有两种初始化方式，主要是用第一种初始化。由设备先发送25ms的拉低电平，然后是25ms的高电平（空闲电平），然后再发送系统进入数据，系统进入数据通常为5个字节，ECU响应7个字节，完成系统初始化交互。请参见下图：

第二种初始化方式为设备发送5BPS或者200BPS的地址码，ECU响应55H，KW1，KW2，设备对KW2取反发回给ECU，ECU对地址码取反发回给设备，完成系统初始化交互。其中55H这个字节用来规定后面的通信波特率。参见下图

2、帧结构

命令头（1个或多个字节）+命令体（1个或多个字节）+校验（通常为和校验）

在命令头中，包括以下几个部分的内容：格式+目标地址+源地址+长度字节。长度信息有时候在格式字节中体现，则不需要另外的长度字节，长度信息用以表示命令体的内容；目标地址和源地址有时候也会没有。
命令体的内容中：命令字+命令内容。命令内容可以没有。
举例如下：

81H 11H F1H 81H 04H

第一个字节81H为格式+长度信息（80+1）
第二个字节11H为目标地址
第三个字节F1H为源地址
第四个字节81H为命令字，表示系统进入
最后一个字节04H为前面4个字节的校验和
同样，也可能表现如下：（命令字）
80H 11H F1H 01H 3EH C1H
这种情况下，长度字节放在源地址之后
还可能表现为：
02H 1AH 9AH B6H
这种情况下，格式字节和目标地址源地址都已经没有了
还有一种特殊的情况，在上一种情况的基础上，在帧数据之前，加一个00，例如：
00H 02H 1AH 9AH B6H
但这种帧结构的情况极少

3、命令交互

命令交互通常情况下为1对1，但也存在1对多或者多对1的情况。下面是一组命令交互举例：
Tools: 81H 31H F1H 81H 24H
ECU: 83H F1H 31H C1H E9H 8FH DEH
在交互中，因为发送命令的对象不一样，所以目标地址和源地址是进行了互换；
同时，ECU响应设备的命令字在设备命令字的基础上 + 0x40（肯定回答）

还有否定回答，即回复 7F
Tools: 0x81, 0x11, 0xF1, 0x81, 0x04,
ECU: 0x83, 0xF1, 0x11, 0x7F, 0x81, 0x21, 0xA6,