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A.03.04—诊断—低端输入

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       谈完诊断的作用和特征后,接下来介绍硬件诊断。硬件诊断按输入输出两块介绍,顺序和第一章类似。需要提前说明的是本章所述仅指“一般”情况即常用情况的应用场景,对于特殊情况,只要能提出的诊断功能、大体均是可以实现的,只是需要增加硬件电路和采用更复杂的软件策略,即增加成本,这个时候可根据具体情况具体讨论

       对于低端输入,按其种类分为三类,分别展开介绍,最后再增加了上拉电源的讨论。

       介绍之前需要探讨使用过程中最易出现的失效模式,一般而言,对于一个端口来说在实车使用时分断路、短路到地、短路到电源三种故障,断路最易出现,其次是短路到地、短路到电源。诊断设计时可以从这三点着手,其他故障则根据具体情况来定义。

第一种是自锁式开关。这种开关有持续断开和持续按下两种状态,正常情况下端口对外要么接地要么悬空,如果开关线路断路则其状态与正常断开状态没有差别,如果短路到地则与正常闭合状态没有差别,因此这两种情况都是无法做诊断的。对于短路到电源的情况,如果采用合适的分压电路,是可以实现的。但由于这种短路极少出现,往往不做该诊断。综上自锁式低端输入往往不做诊断。

第二类是自复位开关。这种开关的结构决定了按下松手后它会自动弹起,也即它不可能长时间被按压,所以一旦检测到长时间被按压则可以认为是种故障,这种故障叫做“粘连”或是“Stuck”。由于模块通过检测开关是否长时间接地来判断开关粘连与否,故如果只是开关线路短路到地了,模块检测到的信号特征与开关粘连的特征是完全一样的,也就是模块是无法区分短路到地和粘连的。同样分析,开路无法检测,短路到电源可以检测,但鉴于短至电源的情况较少所以不一定做这个诊断检测。综上自复位式开关往往只定义粘连(&短路到地)的诊断。

第三类为模块输入。如果信号是由一个模块输入到本模块的,那么根据其信号特征可能可以做粘连检测,例如规定了信号维持时间是5S,但是却一直持续了1min,就能认为是粘连了(同样的此故障与短路至地无法区分);短路到地和电源都有可能(要增加采样电路)。由于模块间的硬线信号往往承担着比较重要的功能,故其诊断可以做得比纯粹的低端开关输入全一些,而在实际设计中其诊断不一定比普通低端输入多。

第四为输入的上拉电源。对于低端输入来说,采样设计方案一般均为使用上拉电源加分压电路进行检测。上拉电源是否必要做诊断呢?有硬件工程师认为由于它是内部信号,不大可能出现故障(它不会和外部信号一样),故不需要诊断。不过考虑到在其出现异常时,MCU可能会采样到错误的结果、执行错误的动作,这个严重程度很高,个人认为从安全角度而言还是做诊断比较好。

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