簡析SENT協議及SENT信號波形的譯碼方法

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SENT（Single Edge Nibble Transmission）協議（SAE J2716）是一種傳感器與電子控制單元（ECU）之間的信號傳輸標準，主要具有以下基本特點。

（1）它是一種數字信號傳輸協議，具有更高的傳輸精度和速度。

（2）單線傳輸數據，1根信號線可傳輸多個數據，能夠減少傳感器信號線數量，降低成本。采用SENT協議的傳感器只有3根導線，分別為1根5 V電源線、1根搭鐵線和1根SENT數據線。

（3）單向傳輸數據，數據只能從傳感器到ECU，傳輸是連續的，不需要請求命令。

（4）傳感器數據的傳輸通過2個相鄰周期的下降沿之間的脈沖（即單邊半字節）來實現。

（5）數據傳輸分為快速通道和慢速通道，重要的信號（壓力、溫度等）用快速通道傳輸，非關鍵的信號（如傳感器型號、診斷信息等）用慢速通道傳輸。

1 什么是單邊半字節脈沖信號？

位（bit）表示二進制位，只有0和1兩種狀態。bit為計算機內部數據儲存的最小單位，比如00000011就是一個8 bit的二進制數。字節（Byte）為計算機數據處理的基本單位，1個字節由8個二進制位構成，即1 Byte=8 bit。所以，將一個4 bit的二進制數稱為半字節，其范圍為0000~1111。

圖1為1個單邊半字節脈沖信號，它主要由1個下降沿、1段低電平、1個上升沿和1段高電平組成。“單邊”就是指這個下降沿，“半字節”是指這段脈沖信號代表著1個半字節信號，比如對應0011，具體的對應關系下文有介紹。

圖1 單邊半字節脈沖信號

2 SENT報文

SENT報文（圖2）主要由5個部分組成，分別為同步段、狀態段、數據段、校驗段和開放段，下面重點介紹同步段和數據段。

圖2 SENT報文

2.1 同步段

SENT協議規定，同步段（圖3）由56個時鐘節拍（tick）組成。通過同步段的時間即可計算出tick的時間，其范圍為3 μs~90 μs。例如同步段的時間為168 μs，則tick的時間為168 μs÷56=3 μs。計算tick的時間對數據段的數據計算有著重要意義。

圖3 同步段的時間

2.2 數據段

數據段（圖4）由6個單邊半字節脈沖信號組成，共24 bit，可以發送多個數據信號。以發送節氣門位置傳感器信號為例，前3個單邊半字節脈沖信號負責發送節氣門電位計1的信號，后3個單邊半字節脈沖信號負責發送節氣門電位計2的信號。

圖4 數據段的組成

SENT協議規定，用單邊半字節脈沖信號的時間長短來解析其代表的數據，具體解析步驟如下。

（1）通過同步段的時間計算出tick的時間。

（2）用單邊半字節脈沖信號的時間除以tick的時間，得到對應tick的數量。假設根據同步段計算出tick的時間為3 μs，則1個持續時間為81 μs的單邊半字節脈沖信號對應的tick數為81 μs÷3 μs =27（圖5）。

圖5 單邊半字節脈沖信號tick數的計算

（3）用得到的tick數減去12，最終得到1個十進制數。若tick數為27，則其對應的十進制數為27-12=15。

（4）將得到的十進制數轉換為4 bit的二進制數（即半字節）。如將十進制數15轉換為半字節，為1111。由于半字節范圍為0000~1111，對應的十進制數范圍為0~15，所以一個單邊半字節脈沖信號對應的tick數范圍為12~27。

如圖6所示，同步段為56個tick，狀態段為1個半字節，有12個tick，對應十進制數為12-12=0，對應半字節為0000。數據段1由3個半字節組成，共12 bit；第1個半字節有27個tick，對應十進制數為27-12=15，對應半字節為1111；第2個半字節有17個tick，對應十進制數為17-12=5，對應半字節為0101；第3個半字節有22個tick，對應十進制數為22-12=10，對應半字節為1010。所以，數據段1對應的數據代碼為1111 0101 1010，同理可知數據段2對應的數據代碼為0010 1000 0000。

圖6 SENT報文對應的數據計算

同步段的時間固定為56 tick，不會發生變化，而同步段、數據段及校驗段的時間是隨著數據變化而發生變化的。

3 SENT信號波形的譯碼方法

使用pico示波器可以捕捉SENT信號波形，并能對其進行譯碼。在pico波形分析軟件上依次選擇“工具→串行譯碼→創建→SENT Fast”（圖7），然后設置通道號、閾值、tick時間及傳感器類型等（圖8），設置完成后點擊“確定”即完成快速通道（SENT Fast）的譯碼（圖9）。再按照上述方法完成慢速通道（SENT Slow）的譯碼，與快速通道的譯碼對比（圖10）可知，快速通道是每一幀傳輸一個完整的信號，慢速通道需要用多個幀來傳輸一個完整的信號。

圖7 創建“SENT fast”譯碼（截屏）

圖8 設置“SENT fast”譯碼參數（截屏）

圖9 快速通道的譯碼（截屏）

圖10 快速通道和慢速通道的譯碼對比（截屏）