一種單端口雙通訊空調便攜調試儀設計

劉泉洲

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

前言

商用空調系統復雜，控制參數多、通訊系統復雜，多聯機組安裝完成后必須進行工程調試。目前主要的調試方式是通過外機側實現，而外機通常安裝于高層設備間、樓頂、墻外機位等，調試人員室外拆裝工作難度大、危險系數高，且調試時需要進行組合按鍵操作，調試步驟多，需要不定時按鍵確認等，存在操作復雜、需要長時間等待、多次確認等問題，從而花費大量人力、物力[1]。

目前空調內、外機之間的通訊多為CAN總線通訊和RS485通訊，當不同通訊類型的機組要組合一起使用時，就要求內機或外機上同時具備CAN和RS485兩種接口。這種情況存在兩個弊端：一是內機板（或外機板或內外機板）電路設計上必須有CAN和RS485兩種通訊電路，并在板上留有兩種通訊接口，占用布板面積；二是工程接線需辨別是哪一種通訊并接到正確的接口上，存在接錯線的風險[2]。

前期設計了一種CAN通訊調試器，但商用機組類型多、通訊方式不同，CAN通訊調試器只能調試CAN通訊的機組。目前，商用空調常用有RS485和CAN兩種通訊方式，每種通訊方式設計一個調試器，用戶報修機型與實際異常機型不匹配，帶錯調試工具浪費人力，影響售后服務體驗[3]。

現有調試器無法滿足一個接口兼容兩種通訊方式機型實際需要，為滿足商用機型調試效率，急需開發一款單端口雙通訊的調試器來兼容RS485和CAN兩種通訊方式，只需要一個接口，可以自動識別接入的是CAN通訊信號還是RS485通訊信號，精簡電路的同時還可以避免接錯線的風險[4]。

1 調試器總體方案介紹

本文設計便攜調試器主要目的是為了一個調試器通用CAN通訊和RS485通訊兩種通訊方式機型，提高不同通訊方式空調調試和維修效率，所以調試器應該具備以下幾種特性：①接口唯一；②通電方便；③接口無極性；④接入空調系統方便。如圖1為調試器接入空調系統框圖，其中CAN通訊機型內外機為CAN通訊，內機與線控器之間為HBS通訊，調試器接入CAN網絡中。RS485通訊機型內外機為RS485通訊，內機與線控器之間為RS485通訊，調試器接入RS485網絡中。

圖1 調試器接入空調系統框圖

2 調試器硬件設計

2.1 硬件組成

調試器由電源轉換電路（12 V轉5 V、5 V轉3.3 V、5 V轉1.8 V）、主芯片電路、主晶振電路、軟件調試電路、按鍵復位電路、EMMC電路、背光電路、蜂鳴器電路、彩屏控制電路、CAN通訊電路、RS485通訊電路和USB供電電路組成。其硬件框圖如圖2所示。

圖2 線控器硬件組成框圖

2.2 單端口雙通訊硬件

CAN和RS485自動識別收發硬件框圖如圖3所示，電路是CAN和RS485通訊可以共用的電路，對外只有一個接口J1，芯片內部有兩個信號處理單元，U1是RS485通訊處理單元，U2是CAN通訊處理單元，調試器接入機組后默認給U1單元上電，U2單元處于斷電狀態，總線差分信息經U1單元處理到達信號處理單元，信號處理單元將接收的信號與MCU通訊，如果總線是RS485通訊信號，則通訊成功，保持目前通訊狀態。如果總線是CAN通訊信號，則通訊失敗，信號處理單元發送命令給電源管理單元，斷開U1單元供電，給U2單元供電，總線上的CAN通訊信號經U2單元處理，可以與MCU正常通訊。U1單元和U2電源信號接收（RXD）、信號發送（TXD）以及總線信號SIG1、SIG2連接到一起以實現CAN通訊和RS485通訊可以共用一路信號，通過電源管理單元決定哪一個單元工作。

圖3 CAN和RS485自動識別收發硬件框圖

3 調試器軟件設計

調試器CAN和RS485自動識別程序處理流程框圖如圖4所示，圖4中A通訊為RS485通訊，B通訊調CAN通訊，調試器接入不確定通訊機型機組時，調試器默認為A通訊，通訊數據發送給主芯片，主芯片是否能接收正確通訊數據，如能則通訊正常，按照該通訊方式進行收發通訊數據。主芯片沒有接受到正確通訊數據則報通訊故障，此時主芯片發送控制信號給電源管理電源，把電源切換到B通訊芯片，按照B通訊方式進行通訊，直到調試器能正常通訊。

圖4 CAN和RS485自動識別程序處理流程框圖

4 測試驗證

為驗證通訊可靠性，將裝配好的調試器隨機接入6組CAN通訊機組和RS485通訊機組進行測試，用示波器測試同學數據如表1，實驗結果表明該方案測試可靠，通訊正常。

表1 實測數據表

5 結語

通過開發單端口雙通訊便攜式調試器，一個調試器可以通用CAN和RS485通訊機組，一個端口自動識別機組通訊網絡。大大提高了空調機組的安裝調試和售后維修的效率[5]。通過單接口雙電路自動切換機制，實現單一端口快速識別響應，解決了CAN和RS485不同網絡接口無法通用的問題[6]。