OBD技术速成——J1850协议概述

妖狐艹你老母 2022-12-29 09:13 438阅读 0赞

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### 目录 ###

*  概述
 *  J1850-PWM
 *  J1850-VPW

# 概述 #

J1850总线是1994年由汽车工程师协会(Society of Automotive Engineers；SAE)所颁布的标准，之后普及运用于美国车厂的汽车中，如福特(Ford)、通用汽车(General Moter；GM)、克赖斯勒(Chrysler)等。  
J1850总线有两种形式：  
•SAE J1850 PWM(Pulse Width Modulated；PWM) 即：脉宽调制。运用2条线路以差分方式进行传输，最高速率为41.6kbps，Ford vehicles。  
•SAE J1850 VPW(Variable Pulse Width；VPW)即：可变脉宽调制。仅使用1条线路传输，最高速率为10.4kbps，GM vehicles。

# J1850-PWM #

SAEJ1850 PWM协议也是OBD II标准中的一种，通常应用在FORD车系汽车中，已知的还有MAZDA。PWM协议物理层双线连接双向通讯，以半双工（差分信号）方式进行数据交互。通讯电平通常为12V。数据位描述如下图所示：

![在这里插入图片描述][2020122115205680.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
时间参数定义如下：  
TP1：常规为8us，取值范围，在发送命令中7<=TP1<=9，在接收命令时，6<=TP1<=11  
TP2：常规为16us，取值范围，在发送命令中15<=TP1<=17，在接收命令时，14<=TP1<=19  
TP3(一个位的时间长度)：常规为24us，取值范围，在发送命令中23<=TP1<=25.5，在接收命令时，22<=TP1<=27

![在这里插入图片描述][20201221152242248.png]  
TP4：SOF（帧起始标志）时间，常规为48us，取值范围，发送时47<=TP4<=51,接收时46<=TP4<=63  
TP5：EOF（帧结束标志）时间，常规为72us，取值范围，发送时70<=TP5<=76.5，接收时TP5>=70  
PWM数据传输是以数据位为基本单位进行传输，定义了一个起始位（SOF）：32us高电平16us低电平代表开始进行位传输，定义了一个结束位（EOF）：72us 的低电平表示位传输正常结束，起始位之后的数据位均按照T3长度进行传输。

标准要求J1850-PWM的通信时间参数如下表：  
![在这里插入图片描述][20201221152706925.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
实测示例PWM协议通信波形：  
![在这里插入图片描述][2020122116062338.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
每一帧数据都是SOF开始，EOD结束，中间是数据，如上图所示，PWM的数据位1bit数据是通过不同的占空比区分0,1，周期不变

帧结构： 命令头（3 个字节） + 数据区(命令) + CRC 校验。一帧命令最长为 12 个字节。  
在命令头中，包括以下几个部分的内容： 格式字节(C4H)+目标地址+源地址。  
![在这里插入图片描述][20201221161804428.png]  
帧结构(OBDII)：  
Tools：0x68+0x6a+ECU地址+Fun\_ID+(command information)+CRC  
ECU：0x48+0x6b+设备地址+Fun\_ID+(command information)+CRC

命令交互： 命令交互通常情况下为 1 对 1，但也存在 1 对多的情况。下面是一组命令  
交互举例：

Tools: 68 6A F1 01 00 17  
Ecu: 48 6B 10 41 00 FF FF DF FF AE  
在交互中， ECU 响应设备的命令字在设备命令字的基础上+0x40  
注：无链路保持  
设备发出命令后到ECU应答命令的时间间隔为320微秒（us）到100毫秒（ms）  
ECU应答命令后到设备发下一条命令的时间间隔为320微秒（us）到100ms  
如果设备或ECU同时发送多帧命令时，每帧之间的时间间隔为3到5ms.  
同一帧命令中的字节与字节之间无时间间隔。

# J1850-VPW #

VPW协议与PWM协议传输区别在于VPW协议采用10.4KB/S 的波特率；通讯电平通常为7.5V；每个字节采用8 位二进制数形式，通讯引脚为J1850 BUS+，单线数据传输。  
VPW 以数据位为基本单位进行传输，定义了一个起始位（SOF）：200us 的高电平代表开始进行位传输，定义了一个结束位（EOF）：280us 的低电平表示位传输正常结束，起始位之后的数据位表示方式可认为为：电平不断的翻转，每次产生一次翻转便产生一个新的数据位，这个数据位为“0”还是“1”由翻转时电平的持续时间来决定，数据位“0”用 64us 的低电平或 128us 的高电平表示，数据位“1” 用 64us 的高电平或 128us 的低电平表示。另在网络节点多的时候VPW 针对链路层定义了有效数据域结束位（EOD），帧间仲裁时间（IFS），多数据域时接收节点的应答就绪响应时间（IFR）如下图所示：  
![在这里插入图片描述][20201221153035297.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
Start of Frame (SOF)  
End of Data (EOD)  
End of Frame (EOF)  
Inter-Frame Separation (IFS)

标准要求J1850-VPW的通信时间参数如下表：  
![在这里插入图片描述][20201221153715863.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
软件实现请参考：[J1850软件实现][J1850]

[2020122115205680.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/ea308d311e2943688b453174752a1b43.png
[20201221152242248.png]: /images/20221120/af682edc562748f6aba4e81c5cecde9b.png
[20201221152706925.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/46d759de2bff4b0ba1741c4265b3a1cd.png
[2020122116062338.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/d6cc867c362448a89740fd7d5444d948.png
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[J1850]: https://blog.csdn.net/weixin_44788542/article/details/111478301