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30 分钟

使用STN1110和PIC32MZ2048EFH100设计终极多协议OBD解决方案

革命性的车辆诊断

OBDII Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 24, 2024

点击板

OBDII Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

创新的多协议 OBD 到 UART 接口解决方案,实现无缝的 ECU 通信,支持多种协议,并有效地传递重要数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

OBDII Click基于STN1110,这是来自ScanTool的多协议OBD到UART接口解决方案。该Click可用于通过多种不同的OBD II诊断协议(如CAN、K LINE、L LINE和J1850)与车辆的电子控制单元(ECU)进行通信。 STN1110 IC用于处理MCU通过UART接口发送的请求,并从ECU网络节点返回响应。 STN1110多协议OBD到UART IC建立在快速的16位处理器核心上,具有大型存储器缓冲区。它还具有自动协

议识别功能,完全兼容ELM327和ELM327扩展AT命令集,并且可以在最高10Mbps的UART速度下使用。这些特性使得该Click不仅是各种设计的完美解决方案,包括定制汽车仪表盘、OBD数据记录仪、汽车诊断扫描工具等应用。为了成功与车辆诊断网络内使用的各种系统进行通信,STN1110需要将信号在物理层面进行转换。因此,该板还配备有MCP2561 - 符合ISO-11898标准的CAN信号收发器,以及

LM339 - 四差分比较器IC,用于将K线、L线和J1850线信号转换为正确的数字格式。STN1110 IC上还有一个单独的模拟引脚,用于汽车电池电压测量。当检查IC的UART侧通信时,此功能非常有用。除了通过命令从ECU请求电压级别信息外,还可以直接从电池电压分压器测量,无需使用特殊通信。

OBDII Click hardware overview image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。所有 mikroBUS™ 本身支持的 通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

DB9 女对 DB9 女(2 米)电缆是在设备之间建立可靠串行数据连接的关键。该电缆两端配备了 DB9 女连接器,可实现计算机、路由器、交换机和其他串行设备之间的无缝连接。长度为 2 米,为您的设置提供了灵活性,而不会影响数据传输质量。这条电缆精确制作,确保了一致可靠的数据交换,适用于工业应用、办公环境和家庭设置。无论是配置网络设备、访问控制台端口还是使用串行外设,这条电缆坚固的结构和稳固的连接器都能保证稳定的连接。通过 2 米的 DB9 女对 DB9 女电缆,您可以简化数据通信需求,轻松高效地满足串行连接要求。

OBDII Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
RE2
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
RD9
INT
UART TX
RE3
TX
UART RX
RG9
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

OBDII Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MB1 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

这个库包含OBDII Click驱动程序的API。

关键函数:

  • obdii_send_command - 使用 UART 串行接口发送命令字符串。

  • obdii_generic_read - 使用 UART 串行接口读取所需数量的数据字节。

  • obdii_reset_device - 通过切换 RST 引脚来重置设备。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief OBDII Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of OBDII click board by reading the engine RPM
 * and vehicle speed and displaying results on the USB UART.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and processes the engine RPM and vehicle speed and displays the results
 * on the USB UART once per second.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void obdii_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t obdii_process ( obdii_t *ctx )
 * - static void obdii_log_app_buf ( void )
 * - static err_t obdii_rsp_check ( obdii_t *ctx, uint8_t *rsp )
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "obdii.h"
#include "conversions.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static obdii_t obdii;
static log_t logger;

static uint8_t app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;

/**
 * @brief OBDII clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
 * @note None.
 */
static void obdii_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief OBDII data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer. 
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #obdii_t object definition for detailed explanation.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t obdii_process ( obdii_t *ctx );

/**
 * @brief Logs application buffer.
 * @details This function logs data from application buffer.
 */
static void obdii_log_app_buf ( void );

/**
 * @brief Response check.
 * @details This function checks for response and
 * returns the status of response.
 * @param[in] ctx : Click context object.
 * See #obdii_t object definition for detailed explanation.
 * @param[in] rsp  Expected response.
 * @return @li @c  0 - OK response.
 *         @li @c -1 - Unknown command.
 *         @li @c -2 - Timeout error.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 */
static err_t obdii_rsp_check ( obdii_t *ctx, uint8_t *rsp );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    obdii_cfg_t obdii_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    obdii_cfg_setup( &obdii_cfg );
    OBDII_MAP_MIKROBUS( obdii_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == obdii_init( &obdii, &obdii_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    obdii_reset_device ( &obdii );
    
    obdii_process ( &obdii );
    obdii_clear_app_buf ( );
    
    log_printf( &logger, "> Reset device\r\n" );
    obdii_send_command ( &obdii, OBDII_CMD_RESET_DEVICE );
    obdii_rsp_check ( &obdii, OBDII_RSP_PROMPT );
    obdii_log_app_buf ( );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " Disable echo\r\n" );
    obdii_send_command ( &obdii, OBDII_CMD_DISABLE_ECHO );
    obdii_rsp_check ( &obdii, OBDII_RSP_PROMPT );
    obdii_log_app_buf ( );
    
    log_printf( &logger, " Remove spaces\r\n" );
    obdii_send_command ( &obdii, OBDII_CMD_SPACES_OFF );
    obdii_rsp_check ( &obdii, OBDII_RSP_PROMPT );
    obdii_log_app_buf ( );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t * __generic_ptr start_ptr = NULL;
    uint8_t data_buf[ 5 ] = { 0 };
    uint16_t rpm = 0;
    uint8_t speed = 0;
    
    log_printf( &logger, " Get current RPM\r\n" );
    obdii_send_command ( &obdii, OBDII_CMD_GET_CURRENT_RPM );
    obdii_rsp_check ( &obdii, OBDII_RSP_PROMPT );
    start_ptr = strstr( app_buf, OBDII_RSP_CURRENT_RPM );
    if ( start_ptr )
    {
        memcpy ( data_buf, ( start_ptr + 4 ), 4 );
        data_buf[ 4 ] = 0;
        rpm = hex_to_uint16( data_buf ) / 4;
        log_printf( &logger, "RPM: %u\r\n\n>", rpm );
    }
    else
    {
        obdii_log_app_buf ( );
    }
    
    log_printf( &logger, " Get current speed\r\n" );
    obdii_send_command ( &obdii, OBDII_CMD_GET_CURRENT_SPEED );
    obdii_rsp_check ( &obdii, OBDII_RSP_PROMPT );
    start_ptr = strstr( app_buf, OBDII_RSP_CURRENT_SPEED );
    if ( start_ptr )
    {
        memcpy ( data_buf, ( start_ptr + 4 ), 2 );
        data_buf[ 2 ] = 0;
        speed = hex_to_uint8( data_buf );
        log_printf( &logger, "Speed: %u km/h\r\n\n>", ( uint16_t ) speed );
    }
    else
    {
        obdii_log_app_buf ( );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void obdii_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t obdii_process ( obdii_t *ctx ) 
{
    uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    int32_t rx_size = 0;
    rx_size = obdii_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = app_buf_len;
        if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) ) 
        {
            buf_cnt = PROCESS_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - PROCESS_BUFFER_SIZE );
            memmove ( app_buf, &app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] ) 
            {
                app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
                if ( app_buf_len < PROCESS_BUFFER_SIZE )
                {
                    app_buf_len++;
                }
            }
        }
        return OBDII_OK;
    }
    return OBDII_ERROR;
}

static void obdii_log_app_buf ( void )
{
    for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
    {
        log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
    }
}

static err_t obdii_rsp_check ( obdii_t *ctx, uint8_t *rsp )
{
    uint32_t timeout_cnt = 0;
    uint32_t timeout = 60000;
    obdii_clear_app_buf( );
    obdii_process( ctx );
    while ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) )
    {
        obdii_process( ctx );
        if ( timeout_cnt++ > timeout )
        {
            obdii_clear_app_buf( );
            return OBDII_ERROR_TIMEOUT;
        }
        Delay_ms ( 1 );
    }
    Delay_ms ( 100 );
    obdii_process( ctx );
    if ( strstr( app_buf, rsp ) )
    {
        return OBDII_OK;
    }
    return OBDII_ERROR;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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