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Loto實(shí)踐干貨(3) 測(cè)量CAN總線(xiàn)通訊數(shù)據(jù)

[復(fù)制鏈接]
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樓主
最近在做運(yùn)動(dòng)控制卡的項(xiàng)目,調(diào)試樣機(jī)的過(guò)程中,需要驗(yàn)證CAN總線(xiàn)通訊功能的正確性。以前只限于理論上認(rèn)識(shí)CAN總線(xiàn),使用的CANbus的通訊卡也是有上位機(jī)例程,基本上簡(jiǎn)單地配置上位機(jī)軟件就可以正常工作了。這次調(diào)試需要深入測(cè)試CAN接口的通訊過(guò)程,正好把之前的對(duì)CAN的認(rèn)識(shí)再?gòu)?fù)習(xí)深化一下。

之所以采用CAN總線(xiàn),是因?yàn)樗恍枰獌筛p絞線(xiàn)就可以連接多個(gè)通訊節(jié)點(diǎn),并且可以傳輸相對(duì)遠(yuǎn)的距離,在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力也很強(qiáng)。下圖是我按照CAN總線(xiàn)的要求做的一條雙絞線(xiàn),黃色和綠色分別是CAN_High線(xiàn)和CAN_Low線(xiàn)。要求絞距20mm,不絞合的距離不超過(guò)50mm。

規(guī)定的雙絞線(xiàn)傳輸距離與CAN總線(xiàn)的傳輸速率的關(guān)系如下表。我們的傳輸距離很短,所以可以采用很高的傳輸速率。即便是采用最高的傳輸速率,以O(shè)SC802示波器的25M帶寬,也是足夠調(diào)試用的。
  
  
位速率  bit/s
總線(xiàn)長(zhǎng)度  m
1
1M
30
2
800K
50
3
500K
100
4
250K
250
5
125K
500
6
62.5K
1000
7
20K
2500
8
10K
5000
下圖是我設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)控制板的CAN通訊接口部分的原理圖,使用SN65HVD230收發(fā)器:

打樣后的運(yùn)動(dòng)控制板是這樣的:

使用LOTO的USB示波器OSC802對(duì)CAN通訊的信號(hào)進(jìn)行捕捉,抓取數(shù)據(jù)進(jìn)行解析判斷。

使用USB示波器OSC802的單次觸發(fā)功能,很輕松對(duì)CAN總線(xiàn)上的電平信號(hào)進(jìn)行了捕捉。不過(guò)我們現(xiàn)在還看不懂它,需要對(duì)CAN的電平邏輯和傳輸協(xié)議有所了解。
沒(méi)有收發(fā)信號(hào)時(shí),兩條導(dǎo)線(xiàn)上的電平相同(大約2.5V)。這種電平狀態(tài)為隱形狀態(tài),也稱(chēng)之為隱性電平,即為邏輯1。有信號(hào)時(shí),CAN_H導(dǎo)線(xiàn)的電平升高至少1V;而對(duì)應(yīng)的CAN_L導(dǎo)線(xiàn)電平降低同樣值,這種電平狀態(tài)為顯形狀態(tài),也稱(chēng)之為顯性電平,即為邏輯0。5V和3.3V的CAN收發(fā)器的邏輯電平會(huì)稍有不同。

我們通過(guò)程序發(fā)出一串CAN數(shù)據(jù)后,用OSC802捕捉到的波形如下:



根據(jù)波形進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼需要注意的有兩點(diǎn):
1:在CAN協(xié)議中將CAN_H和CAN_L的差值為高電平時(shí)定義為顯性,邏輯上表示為0,為低電平時(shí)定義為隱性,邏輯上表示為1。
2:在CAN的協(xié)議中當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)顯性時(shí)就需要插入一個(gè)隱性。
CAN的標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀協(xié)議格式:

所以,波形數(shù)據(jù)解讀為:

圖中被紅色斜線(xiàn)劃掉的為CAN協(xié)議有意在5個(gè)連續(xù)顯性后面加的單個(gè)隱性位,所以去掉。所以,通過(guò)USB 示波器 OSC802抓取到的數(shù)據(jù)為:
00000000000011000001001100010100000001010101011110011010001111100000111101111
  
  
ID
SRR
ID
DLC
CRC
0
00000000000
1
1
000001001100010100
000
0010
000111110000011
這個(gè)數(shù)據(jù)幀發(fā)出的數(shù)據(jù)為:
1010101111001101
0xAB, 0xCD
解析結(jié)果與上位機(jī)收發(fā)的結(jié)果互相驗(yàn)證正確,所以此次運(yùn)動(dòng)控制板的CAN接口功能調(diào)試成功完成。

詳情:QQ173393190  QQ群827046152

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