设计一款基于2．4g射频的车栽can总线故障诊断仪，详细介绍其工作原理及系统硬件电路，最后分别阐述接收端、发射端和pc端的软件模块。

　　该方案采用自动跳频的2．4g空中协议，经测试统计误码率保持在有效范围之内，在14m内仍能正常工作。采用usb作为接收端和pc接口，保证了系统的即插即用及数据的高速传输。

　　控制器局域网络can(controller area network)为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道，已得到广泛的应用。目前，太多数汽车部件都提供了can总线通信接口。

　　在当今的中高档汽车中，都采用了can总线技术。针对车载can总线会出现的故障．结合射频和usb的优点，依靠kwp2000应用层规定的故障代码，本文提出了一种基于车载can总线故障诊断仪设计方案。本方案成本低廉，携带方便，具有很强的灵活性与适应性。

　　1 方案设计

　　由于采用射频技术，使汽车can总线数据采集部分和can总线数据诊断部分得以分离，无需连线，不受空间场地限制，安装携带方便。按照iso有关标准，can总线传输速率最高可达1 mbps；但由于汽车内部特殊环境，车载can总线速率一般在250 kbps。本系统中射频速率最高可达l mbps，可以很好地满足数据传输要求。

　　发射端采用usb作为接收模块和pc接口。usb与rs232或pci接口相比，具有用户使用方便，设备自动识别，自动安装驱动程序和配置，支持动态接入和动态配置等优点；其传输速率可达几十mbps，并且支持同步和异步传输方式，保证带宽，传输失真小。
　　
　　pc端应用层软件整合kwp2000的应用层协议。kwp2000是由瑞典制定的一种车载故障诊断协议，已在微机控制的自动变速器、防抱死制动系统、安全气囊、巡航系统中得到广泛应用。它基于osi七层协议，符合is07498标准。其中第1~6层实现通信服务的功能，第7层实现诊断服务的功能。其应用层提出了一套完整和标准化的诊断代码，本系统利用kwp2000的应用层协议，对采集到的can总线数据进行分析，以实现故障诊断的功能。

　　2 硬件实现

　　2．1 系统所用芯片简介

　　2.1.1 nrf2401芯片

　　nrf240l是单片射频收发芯片，工作在2．4～2．5ghz ism频段；内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和标准spi等功能模块；输出功率和通信频道可通过软件进行配置，共有125个频道可使用，而且最高速率可达l mbps。芯片具有1．9～3．6 v宽工作电压，工作能耗非常低。当以一5 dbm的功率发射时，工作电流只有10．5 ma；接收时，工作电流只有18 ma。

　　nrf240l有4种工作模式：收发模式、配置模式、空闲模式、关机模式。其工作模式由pwr_up、ce、cs三个引脚和配置字节最低位tx_en来决定。

　　收发模式分为directmode和shockburst。前者在片内对信号不加任何处理，与其他射频收发器相同。后者使用片内fifo堆栈，数据从mcu低速送入，但高速发射，而且与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行。例如，nrf240l在shockburst收发模式下自动处理字头和crc校验码，在接收时自动把包头和crc校验码移去；在发送数据时自动加上字头和crc校验码。

　　2.1.2 tmu3100芯片

　　tmu3100是台湾tenx公司2005年推出的risc内核的单片机。它嵌入了完全兼容usbl．1协议的usb控制器，并且提供了低速usb接口和3个端点，其中1个控制输入／输出端点和2个中断输入端点。

tmu3100可以配置为标准的hid类，可以使用windows操作系统自带的hid类驱动程序。这样可以省去开发设备驱动程序的工作，缩短开发周期。tmu3100芯片结构框罔如图2所示。

　　2.1.3 picl8f2682芯片

　　picl8f2682是microchip公司新推出的8位低功耗can微控制器，主要资源有：内置标准can模组、80kb闪存程序存储器、1 kb数据e2prom、3．3 kbram存储器、8通道adc、1个8位和3个16位t1mer、1个spi和i2c串行通信端口和可编程欠压复位功能及低电压检测电路。

pic18f2682内置增强型的can总线模块，该模块包含can协议引擎、信息缓冲和信息控制。can协议引擎自动处理can总线上所有接收和发送的消息，它可以在接收或发送信息时对数据帧进行解析。只需要首先设置适当的寄存器就可以发送信息，通过相关的寄存器即可得到信息传输的状态。

2．2 硬件电路

2．2．1 发射端电路原理

　　can总线接口使用microchip公司内置can模块的pic18f2682单片机，并由光耦6n137进行总线隔离；can总线收发器采用mcp2551。

　　pic18f2682与射频芯片nrf2401之间通过标准spi接口sck、sdi、sdo来完成，这样可以大大提高发送速率。对nrf2401配置控制使能cs和接收、发送使能ce分别由rb4和rb5进行控制。当nrf240l接收到数据包时，drl将被置高电平，因此picl8f2682通过查询int0的状态可以判断是否接收到数据。

　　2.2.2 接收端电路原理

　　由于tmu3100由pc供电，