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2．随车诊断系统
进入80年代一种新型诊断系统即随车诊断系统问世，它是利用微处理控制单元对电控系统各部件进行检测和诊断，自行找出故障，故也被称为故障自诊断系统。由于它可以对汽车电控系统参数实行连续监控，并能记录该系统的间歇故障，因此查找故障及时方便，所以使用较为广泛。但是由于微处理器内存有限，故其诊断项目受到一定的限制，而且不能诊断较为复杂的故障，因此人们又在研制和开发更新更好的自诊断系统。
3．多功能车外诊断系统
为了扩充随车自诊断系统的诊断容量和诊断功能，80年代末福特的车外诊断仪OASIS、丰阳的Diaqmonitor诊断系统、日产公司的Consult等相继诞生，这些系统功能较为齐全，但是价格较为昂贵，专业技术要求高，且诊断标准不统一，因而其使用和维护也受到一定的限制。进入90年代以后一些符合国际标准、易操作且价格较为合理的多功能诊断系统研制成功。早期不同生产厂家的汽车自诊断系统自成体系，不具有通用性，给汽车的售后服务和维修造成了很大的困难。针对上述情况从1996年开始各国统一使用代号为OBD-II的故障码，大大便利了汽车的诊断和维修。OBD-II规范是由美国汽车工程师协会SAE和美国加洲环保组织提出，统一了汽车故障自诊断的各项技术指标。该规范有三种形式：1．SAE j-1850 PWM；2．SAE J一1850 VPW；3．ISO 9141-2。只要遵守这种规范的自诊断协议和接口，用一台符合该标准的诊断设备就可对各种车辆进行诊断和检测，大大推进了汽车自诊断系统的发展。目前，OBD—II故障自诊断规范己被世界上大多数国家接受。
汽车故障诊断仪是通过某种通信协议与汽车白诊断系统进行通信交流的检测仪器，操作者可利用故障诊断仪检测汽车的各种工作状况。故障诊断仪设备可以向操作者提供如下内容[6]：
? 获得故障代码的一种方便而可靠的方法； ? 获得汽车诊断数据流； ? 行车时监测现场诊断数据： ? 路试诊断数据流记录；
? 自诊断功能和可编程控制模块程序的一些特殊功能。
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2.2 OBD-II系统 2.2.1 OBD简介
电子技术应用于发动机控制系统，除具有控制燃料喷射和点火等基本功能外，还有车载自诊断功能。OBD是英文On．Board Diagnostic的缩写，即车载自诊断系统。以发展到了第三代，OBD-1、OBD-II和OBD-III分别是与之对应的各代系统[7]。
OBD-I系统是世界各个汽车制造厂商根据车型自行设计的诊断插座和自定义故障码的系统，缺乏统一标准，各系统之间无法通用，检测能力差。OBD-I已被更新的OBD-II所取代。
OBD-II是由美国汽车工程师学会(SAE)提出，经环保机构——美国环保署(EPA)和加州资源协会(CARB)认证通过并于1989年正式公布。根据《美国联邦大气清洁法》，要求美国49个州的车辆自1996年起一律采用OBD．11，并于1999年严格执行[8]。根据欧洲排放法规，自欧洲III号排放法规开始，所有的车辆必须装备OBD．II。国内目前在用的是相当于欧洲III号法规的国III标准，新的国V标准正在研究、制定，OBD-II在未来国内的排放法规中，也将成为必须。
OBD-II具有严格的排放针对性。当车辆的HC，CO，NOx或燃油蒸发污染量超过美国联邦试验过程(FTP)所规定废气排放值的1．5倍时，发动机故障灯(MIL)点亮，提醒驾驶员排放超标，车辆需要修理[9]。
2.2.2 OBD-II的工作原理[10]
汽车正常运行时，电子控制系统输入和输出信号的电压(或电流)值都有一定的变化范围，当控制电路信号的电压(或电流)出现异常且超出了这一范围时，且该现象在设定时间内不会消失(OBD-II规定这一现象不超过2个驾驶周期)， ECU(电子控制单元)则判定为这一部分出现故障，并把这一故障以代码的形式存入内部随机存储器，同时点亮警告灯，以显示故障信息。当故障超过3个驾驶周
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期未出现这一故障现象，则自动删除存在记忆器中的故障代码，故障指示灯不闪亮。
2.2.3 OBD-II主要特点
与以前的车载自诊断相比，OBD-II系统具有以下特点[7]：
①具有统一的16针故障诊断连接裂[11] (Data Link Connector，简称DLC)，均安装于驾驶室驾驶员一侧仪表板下方
②具有数值分析和资料传输功能。
③具有统一的故障码含义。需要说明的是，除了SAE规定的故障码外，还允许生产厂商自定义的故障码，但必须与OBD．II兼容。因此，针对不同厂商车辆的故障码，需要不同的解读程序。
④具有重新行驶记忆故障码的功能。‘ ⑤具有行车记录器功能。
⑥具有可由仪器直接消除故障码的功能。
故障诊断连接器引脚定义如图2-2所示[10]。其中，SAE-J1850总线也属于CAN总线的范畴口SAE还对诊断座中每一针的作用进行了详细的规定
图2-2 故障诊断仪的引脚定义
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表2-1 诊断座针脚功能表
插针号 PIN 1 PIN 3 PIN 5 PIN 7 PIN 9 PIN 11 PIN 13 PIN 15 具体功能 为制造商预留 为制造商预留 信号接地 IS09141-2(KWP2000)K Line 为制造商预留 为制造商预留 为制造商预留 IS09141-2(KWP2000)L Line 插针号 PIN 2 PIN 4 PIN 6 PIN 8 PIN 10 PIN 12 PIN 14 PIN 16 具体功能 SAE-JI 850 BUS+线 车身接地 CAN High 为制造商预留 SAE-JI 850 BUS+线 为制造商预留 CAN Low 汽车蓄电池正极 2.2.4 OBD的发展趋势
1） 标准化、规范化
虽然ISO和美国汽车工程师协会(SAE)做了相关的规定，但随着汽车辅助系统品种、数量的剧增，汽车生产厂家分别相应配置了各种不同类型的车载式自诊断装置，造成在实际修理中很难进行应用。如果采用统一的诊断方法和诊断代码，无疑将对汽车修理提E3供更多的方便。标准化、规范化是任何一种技术得到广泛应用的前提。1979年，美国通用汽车公司首次在电喷汽车上采用了故障自诊断系统，至今已经发展到OBD—III，OBD正一步步向标准化、规范化方向迈进。目前，已研制出能同时显示每一个辅助系统故障诊断结果的装置，如日本丰田汽车公司的超级监控仪、多信息显示仪；美国通用汽车公司的BCM／ECM诊断仪等。但是，OBD的标准化还有很多工作要做。
2)功能拓展
现行的OBD系统往往只能指示电控系统故障发生的部位，并不能直接诊断出故障发生的根本原因，且有时会影响维修人员进行正确的故障诊断。因此，将OBD的诊断项目细化，提高OBD的诊断精度，拓展OBD的功能，是今后OBD进一步发展的方向。
3）无线故障诊断
现行的OBD系统是基于有线网络的故障诊断模式。无线网络技术、蓝牙技术
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的逐渐成熟，将使OBD系统的故障无线诊断和远程诊断成为现实，其故障诊断的效率更高，资源更易于共享。OBD系统通过无线网络向外界发送车辆的各种技术参数，可使维修人员提前确定故障发生的原因，提高维修效率，这将极大地提升汽车维修的水平。
总之，由于汽车电控系统日趋复杂，给汽车维修工作带来了越来越多的困
难，对汽车维修技术人员的要求也越来越高；另一方面，电子控制系统的安全容错处理机制使汽车可能由于电子控制系统自身的突发故障导致汽车失控和不能运行，因此汽车电子控制系统故障的自诊断问题关系到汽车的可靠性和安全性，具有重要的社会意义和经济意义。
3汽车故障诊断仪的硬件设计
3.1 硬件原理与功能
本论文所研究的汽车故障诊断仪采用的是CYGNAL公司的低功耗单片C8051F020作为核心，具有数据存储，通讯以及LCD显示等各种功能。
3.1.1 硬件原理
诊断电子控制系统的传感器、执行器状态以及ECU的工作是否正常是通过
判断ECU的输入、输出电压是否在规定的范围内变化，由此可以判断电子控制系统工作是否正常。
当电子控制系统中的某一电路出现超出规定的信号时，该电路及相关的传
感器反映的故障信息以故障代码的形式存储到ECU内部的存储器中，维修人员可利用该诊断仪来读取故障码，使其显示出来。
3.1.2硬件支持的主要功能
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