UDS常用功能之访问控制器IO

一.示例说明
-1.1.示例软件开发环境
-1.2.示例使用的控制器
-1.3.示例功能说明
-1.4.示例前置条件
-1.5.示例文件下载
二.示例模型建模过程
三.示例模型的使用
四.访问控制器IO
五.示例小结
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# UDS常用功能之访问控制器IO

## 一.示例说明<a name="示例说明"></a>

### 1.1.示例软件开发环境<a name="示例软件开发环境"></a>

MATLAB版本：MATLAB R2019a

VS版本：VS2015

S32DS版本：S32DS for S32 Platform 3.5

ECUCoder版本：ECUCoder for S32K344V1.3D或者ECUCoder for S32K311V1.3D

MeCa版本：MeCa2.0

关于以上软件开发环境，请参考本站《[电控开发环境搭建手册](./build.html)》。

### 1.2.示例使用的控制器<a name="示例使用的控制器"></a>

本示例使用的控制器型号为RapidECU-U34，关于RapidECU-U34控制器的具体信息，请参考本站《[U34控制器硬件参考手册](./u34.html)》。

控制器接线：因为本示例只需要使用最基本的控制器功能，因此控制器接线参考了《[U34控制器硬件参考手册](./u34.html)》中的硬件最小系统接线图，如下图所示。因为本示例未使用到控制器的82、83、90、114、115、117、118管脚，因此可以不接主继电器，控制器的99#、116#、121#管脚可以悬空处理。控制器的25#管脚只在需要进入Bootloader修复模式时才短接到地，平时悬空即可。

控制器的标定CAN总线通过DB9连接器连接到ZLG USBCAN卡的CAN1接口，其中50#管脚为CAN低，69#管脚为CAN高，CAN低与CAN高不可接反，否则无法建立通信。标定CAN总线必须使用双绞线，双绞线靠近CAN卡处需要并联一个120欧姆左右的终端电阻以保证标定CAN通信稳定可靠。

U34控制器的标定CAN内部已经并联了一个120欧姆左右的终端电阻，因此，在标定CAN总线正确连接之后，标定CAN总线的CAN低与CAN高之间的电阻值应为60~70欧姆，此电阻值需要使用万用表测量确认，如果电阻值不在此范围内，请检查并修复线束。

![](images4demo/U34_demo31-1.png)

推荐使用带电压电流显示功能与限流保护功能的小型可调直流电源，电源电压可调节为12V或者24V左右，电流限制值可调节为1A左右，这样即使线路存在短路故障也不会产生很大冲击电流。如果使用的是车载电瓶或者大功率直流电源的话，上图中的10A保险是必须接的，否则一旦线路存在短路故障将导致线路烧毁甚至起火爆炸。

按照以上接线（不接主继电器，99#、116#、121#管脚悬空），当点火开关未闭合时，电源电流应小于1mA（大多数电源显示0）。当点火开关闭合时，12V电源的电流大约为90mA左右（70mA-110mA），24V电源的电流大约为45mA左右（35mA-55mA）。如果点火开关闭合时12V电源的电流小于50mA或者24V电源的电流小于30mA，表明控制器供电存在异常，控制器未正常启动。如果点火开关闭合时12V电源的电流大于200mA或者24V电源的电流大于100mA，表明电源线路存在异常，可能存在短路故障。不管电流过小或者过大，都应该立即切断电源，重新检修线束并使用万用表测量确认无短路故障之后再重新上电。

### 1.3.示例功能说明<a name="示例功能说明"></a>

本示例在[第一个可在控制器中运行的模型](./demo01.html)DEMO01_FirstModel的基础上，添加了UDS使能模块、UDS IO控制模块、EEPROM使能模块和低端功率驱动开关模块。

示例模型中包含两个软件计数器，分别是100ms软件计数器与1s软件计数器，可以使用标定软件观察到这两个软件计数器的值。模型中包含一个标记模型软件版本的常量，可以使用标定软件观察到这个软件版本常量的值。

模型100ms任务中包含了UDS IO控制模块和低端功率驱动开关模块块。

### 1.4.示例前置条件<a name="示例前置条件"></a>

本示例要求用户提前搭建好基于模型设计的软件开发环境，请参考本站《[电控开发环境搭建手册](./build.html)》。

本示例操作实践要求有一台RapidECU-U34控制器并且正确接线，请参考本文章节1.2《示例使用的控制器》。

本示例属于基础示例，要求用户具备Simulink/ECUCoder建模技能。如果用户还没有Simulink/ECUCoder的使用经验，建议首先学习并操作《[UDS常用功能之通过ID读写数据](./demo29.html)》。

### 1.5.示例文件下载<a name="示例文件下载"></a>

用户可以参考本文自行建模而不需要下载示例文件，用户也可以下载示例文件以获取更多参考信息，示例文件下载地址：[示例文件](./download.html)。

## 二.示例模型建模过程<a name="示例模型建模过程"></a>

示例模型建模过程如下：

1. 新建一个文件夹，名称为DEMO31_UDSIOID。

2. 切换MATLAB工作路径到上述新建文件夹的路径，新建一个名为DEMO31_UDSIOID模型。

3. 点击进入Simulink的ECUCoder for S32K344模块库（或者ECUCoder for S32K311模块库）， 点击RapidECU_U34子库， 选择RapidECUSetting模块，将RapidECUSetting模块拖入到新建的模型中。

4. 在模型中创建一个1s的任务，任务中添加一个名为MyCounter_1s的软件计数器。此步骤与《[第一个可在控制器中运行的模型](./demo01.html)》的建模步骤相同。为了管理模型的软件版本，在1s的任务中添加一个Constant模块，将模块的值设置为23121615（年月日小时设置法）。此步骤与《[为模型添加测量变量与标定变量](./demo02.html)》的建模步骤相同。

5. 点击MemoryManagement子库，将EEPROMEnable模块拖入模型顶层，双击该模块，勾选EEPROM Enable，使能EEPROM功能。此步骤与《[读写控制器的EEPROM存储器或者FRAM存储器](./demo20.html)》的建模步骤相同。点击UDS子库，将UDSEnable模块拖入模型顶层，双击该模块，勾选UDS Enable，使能UDS功能。此步骤与《[UDS常用功能之通过ID读写控制器内部数据](./demo29.html)》的建模步骤相同。

6. 将IOControl模块拖入100ms任务中，双击该模块，选择IOID0: F200，添加一个Constant模块，将值设为0（采样时间设置为-1），与IOControl模块连接，UDS上位机未获取控制权的状态下，IOControl模块的输出=输入，即IOControl默认输出0。

7. 添加一个MeaModule测量模块，命名为Out_IOID0_F200，添加一个PowerDriverSwitch(LS)模块，选择58:O_SW01_LS0A4通道，将它们与IOControl模块连接。UDS上位机获取控制权时，IOControl模块的输出值取决于UDS命令，通过标定软件可以观测Out_IOID0_F200的变化。

建模完成的100ms任务模型如下图所示：

![](images4demo/U34_demo31-2.png)

## 三.示例模型的使用<a name="示例模型的使用"></a>

示例模型使用过程如下：

1. 在配置好的软件开发环境中，切换MATLAB工作路径到DEMO31_UDSIOID文件夹，打开模型DEMO31_UDSIOID。

2. 点击“Build Model”按钮或者使用快捷键Ctrl+B编译模型。模型编译完成之后，生成DEMO31_UDSIOID.s19文件与DEMO31_UDSIOID.a2l文件，其中.s19文件用于刷写到控制器内部，.a2l文件用于测量标定。

3. 使用一台RapidECU-U34控制器，控制器接线请参考本文章节1.2《示例使用的控制器》。利用MeCa-UDS Program软件将DEMO31_UDSIOID.s19文件刷写到RapidECU-U34控制器中。

4. 使用MeCa软件新建一个名为DEMO31_UDSIOID的项目，导入数据库文件时使用DEMO31_UDSIOID.a2l文件。项目面板中添加“多数字显示”控件，控件关联A2L文件中所有测量变量。

5. 依次点击MeCa软件工具栏中的“建立连接”与“开始同步”按钮，可以观察到模型中测量变量的值正在变化，其中变量MyCounter_1s每秒钟加一。

6. 通过UDS获取或放弃控制器的IO控制权。

DEMO31_UDSIOID模型正在U34控制器中运行的MeCa软件如下图所示：

![](images4demo/U34_demo31-3.png)

Out_IOID0_F200的值随着UDS命令的变化而变化，模型运行符合设计预期。

## 四.访问控制器IO<a name="访问控制器IO"></a>

访问控制器IO需要首先切换诊断会话模式（SID0x10）到扩展模式并保持（SID0x3E），然后解锁控制器（SID0x27），控制器解锁之后才能访问控制器IO（SID0x2F）。具体操作步骤如下：

1. 打开MeCa软件点击UDSTool按键，打开UDSTool界面，点击打开设备，与控制器建立连接。

2. 点击UDS服务，打开UDS服务界面，点击“UDS 配置/Config”，在弹出的 Form_UDSConfig 窗体“保持会话 / Tester Present”项目中勾选“启动/Start”，然后点击“确定”按钮，即可启动0x3E服务，UDSTool默认设定每2s向ECU发起一次握手，保持ECU当前会话。UDSTool每2s通过0x22服务请求DID 0xF186，获取ECU当前的会话状态，更新上位机界面。

3. 在左侧点击“(0x10)诊断会话控制/Diagnosticsession control”，展开0x10服务，选择“03 - 扩展会话/Extended session”，然后点击右侧“Send”按钮，ECU正响应，完成诊断会话切换。

4. 在左侧点击“(0x27)安全访问/Secure access”展开0x27服务，选择“01 - 请求Seed/Request Seed”，然后点击右侧“Send”按钮，ECU正响应，UDSTool获得种子并解析钥匙，上位机默认的解析方式为“钥匙=种子”，与U34/F23控制器的解析方法对应。

5. 在左侧选择“02 - 发送 Key/Send Key”，自动填入钥匙，然后点击右侧“Send”按钮，ECU 正响应，解锁安全模式。

6. 在左侧点击“(0x2F)按标识符的输入输出控制/Input output control by identifier”，展开0x2F服务，选中“03 - 控制ECU相应的输入输出/shortTermAdjustment”，在IOID下拉框中选择“0xF200”，点击“Parse”按钮解析至“Data”文本框，修改字节4控制状态，此处将控制状态设置为1，点击“Send”按钮，ECU正响应，上位机获取该IO控制权，0xF200的IOControl模块输出1（Out_IOID0_F200的值变为1）。

![](images4demo/U34_demo31-4.png)

7. 在左侧选中“00 - 放弃控制权/returnControlToECU”，然后在 IOID 下拉框中选择“0xF200”，点击“Parse”按钮，再点击“Send”按钮，ECU正响应，放弃该IO控制权。

![](images4demo/U34_demo31-5.png)

UDSTool详细操作方法请查看ECUCoder软件自带《UDS使用说明书》（说明书文件位于Documentation文件夹中）。

## 五.示例小结<a name="示例小结"></a>

示例模型DEMO31_UDSIOID演示了UDS常用功能之访问控制器IO，通过学习本示例并操作实践，用户可以学习到：

1. IOControl模块的基本功能。

2. 如何在模型中添加IOControl模块并关联到ECU的某个特定IO。

3. 如何使用诊断软件或者诊断仪访问控制器IO。