一种单端口双通讯空调便携调试仪设计

刘泉洲

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）

前言

商用空调系统复杂，控制参数多、通讯系统复杂，多联机组安装完成后必须进行工程调试。目前主要的调试方式是通过外机侧实现，而外机通常安装于高层设备间、楼顶、墙外机位等，调试人员室外拆装工作难度大、危险系数高，且调试时需要进行组合按键操作，调试步骤多，需要不定时按键确认等，存在操作复杂、需要长时间等待、多次确认等问题，从而花费大量人力、物力[1]。

目前空调内、外机之间的通讯多为CAN总线通讯和RS485通讯，当不同通讯类型的机组要组合一起使用时，就要求内机或外机上同时具备CAN和RS485两种接口。这种情况存在两个弊端：一是内机板（或外机板或内外机板）电路设计上必须有CAN和RS485两种通讯电路，并在板上留有两种通讯接口，占用布板面积；二是工程接线需辨别是哪一种通讯并接到正确的接口上，存在接错线的风险[2]。

前期设计了一种CAN通讯调试器，但商用机组类型多、通讯方式不同，CAN通讯调试器只能调试CAN通讯的机组。目前，商用空调常用有RS485和CAN两种通讯方式，每种通讯方式设计一个调试器，用户报修机型与实际异常机型不匹配，带错调试工具浪费人力，影响售后服务体验[3]。

现有调试器无法满足一个接口兼容两种通讯方式机型实际需要，为满足商用机型调试效率，急需开发一款单端口双通讯的调试器来兼容RS485和CAN两种通讯方式，只需要一个接口，可以自动识别接入的是CAN通讯信号还是RS485通讯信号，精简电路的同时还可以避免接错线的风险[4]。

1 调试器总体方案介绍

本文设计便携调试器主要目的是为了一个调试器通用CAN通讯和RS485通讯两种通讯方式机型，提高不同通讯方式空调调试和维修效率，所以调试器应该具备以下几种特性：①接口唯一；②通电方便；③接口无极性；④接入空调系统方便。如图1为调试器接入空调系统框图，其中CAN通讯机型内外机为CAN通讯，内机与线控器之间为HBS通讯，调试器接入CAN网络中。RS485通讯机型内外机为RS485通讯，内机与线控器之间为RS485通讯，调试器接入RS485网络中。

图1 调试器接入空调系统框图

2 调试器硬件设计

2.1 硬件组成

调试器由电源转换电路（12 V转5 V、5 V转3.3 V、5 V转1.8 V）、主芯片电路、主晶振电路、软件调试电路、按键复位电路、EMMC电路、背光电路、蜂鸣器电路、彩屏控制电路、CAN通讯电路、RS485通讯电路和USB供电电路组成。其硬件框图如图2所示。

图2 线控器硬件组成框图

2.2 单端口双通讯硬件

CAN和RS485自动识别收发硬件框图如图3所示，电路是CAN和RS485通讯可以共用的电路，对外只有一个接口J1，芯片内部有两个信号处理单元，U1是RS485通讯处理单元，U2是CAN通讯处理单元，调试器接入机组后默认给U1单元上电，U2单元处于断电状态，总线差分信息经U1单元处理到达信号处理单元，信号处理单元将接收的信号与MCU通讯，如果总线是RS485通讯信号，则通讯成功，保持目前通讯状态。如果总线是CAN通讯信号，则通讯失败，信号处理单元发送命令给电源管理单元，断开U1单元供电，给U2单元供电，总线上的CAN通讯信号经U2单元处理，可以与MCU正常通讯。U1单元和U2电源信号接收（RXD）、信号发送（TXD）以及总线信号SIG1、SIG2连接到一起以实现CAN通讯和RS485通讯可以共用一路信号，通过电源管理单元决定哪一个单元工作。

图3 CAN和RS485自动识别收发硬件框图

3 调试器软件设计

调试器CAN和RS485自动识别程序处理流程框图如图4所示，图4中A通讯为RS485通讯，B通讯调CAN通讯，调试器接入不确定通讯机型机组时，调试器默认为A通讯，通讯数据发送给主芯片，主芯片是否能接收正确通讯数据，如能则通讯正常，按照该通讯方式进行收发通讯数据。主芯片没有接受到正确通讯数据则报通讯故障，此时主芯片发送控制信号给电源管理电源，把电源切换到B通讯芯片，按照B通讯方式进行通讯，直到调试器能正常通讯。

图4 CAN和RS485自动识别程序处理流程框图

4 测试验证

为验证通讯可靠性，将装配好的调试器随机接入6组CAN通讯机组和RS485通讯机组进行测试，用示波器测试同学数据如表1，实验结果表明该方案测试可靠，通讯正常。

表1 实测数据表

5 结语

通过开发单端口双通讯便携式调试器，一个调试器可以通用CAN和RS485通讯机组，一个端口自动识别机组通讯网络。大大提高了空调机组的安装调试和售后维修的效率[5]。通过单接口双电路自动切换机制，实现单一端口快速识别响应，解决了CAN和RS485不同网络接口无法通用的问题[6]。