無人汽車CAN總線協(xié)議解碼

CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11898），是汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線。隨著新能源汽車、無人駕駛汽車的發(fā)展，CAN總線得到越來越多的應(yīng)用。研華提供各種接口的CAN總線通訊產(chǎn)品，包括PCI-1680/PCIE-1680/PCM-3680/MIC-3680等。



研華USB數(shù)字存儲(chǔ)示波器USB-DSO提供8位/16位 1GS/s采樣，信號(hào)觸發(fā)捕獲、頻譜分析、波形運(yùn)算、自動(dòng)測試、總線譯碼、波形輸出等功能。128M大容量存儲(chǔ)器可以讓軟件采集較長時(shí)間不間斷的數(shù)據(jù)，適合于各種總線協(xié)議解碼。



ProfiBus:現(xiàn)場總線，用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制;
CAN: 汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線;
LIN:針對(duì)汽車分布式電子系統(tǒng)而定義的一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò);
MIL-STD-1553: 飛機(jī)設(shè)備制定的一種信息傳輸總線標(biāo)準(zhǔn)；
ARINC429: 數(shù)字式信息傳輸系統(tǒng)DITS，應(yīng)用在先進(jìn)的民航客機(jī)中;
I2C:Inter－Integrated Circuit，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備;
UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用異步接收/發(fā)送，用于控制計(jì)算機(jī)與串行設(shè)備。

本文以CAN總線為例進(jìn)行說明。
CAN總線解碼概述



1、 CAN總線概念
CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線是一種在汽車和工業(yè)機(jī)械中使用的串行協(xié)議，允許微控制器相互通訊。該標(biāo)準(zhǔn)最初由 Robert Bosch GmbH 于 1983 年制定。它使用雙絞線上傳輸差分信號(hào)，分別為CAN高(CAN H )和CAN低(CAN L)，當(dāng)線路受到共模干擾之后，信號(hào)差值不變，信號(hào)依然能夠正確被解析。

2 CAN總線上傳輸?shù)碾娖教攸c(diǎn)
CAN 總線上發(fā)布了ISO11898和ISO11519兩個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)應(yīng)高速CAN和容錯(cuò)CAN。此兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差分電平的特性不同。本文主要介紹如何用Pico示波器進(jìn)行ISO11898標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線解碼。




CAN高電平大概為3.5V左右，CAN低電平大概為1.5V左右，CAN差分電平大概在2V左右。一般情況下，我們可以從三種CAN總線波形上進(jìn)行解碼：
1)從CAN-H總線上傳輸?shù)碾娖?，閾值設(shè)置為3V左右即可
2)從CAN-L總線上傳輸?shù)碾娖剑撝翟O(shè)置為1.6V左右即可
3)從差分波形(CANH-CANL)上進(jìn)行解碼，閾值設(shè)置為1.5左右即可。從差分波形上解碼更加準(zhǔn)確，因?yàn)椴罘植ㄐ螢V除了線路上的共模干擾信號(hào)。

CAN解碼設(shè)置
USB-DSO從CAN低波形上進(jìn)行解碼設(shè)置。

1、將CAN網(wǎng)絡(luò)中的CANL端接入到示波器A通道(示波器通道任意選擇)探頭的正極，CAN網(wǎng)絡(luò)的GND連接探頭的負(fù)極。啟動(dòng)CAN通訊程序，發(fā)送協(xié)議。



打開示波器軟件，點(diǎn)擊DISPLAY按鈕進(jìn)入顯示設(shè)置，再點(diǎn)擊Display/Math，選擇Display（2/3），此時(shí)出現(xiàn)Decode Setting和Report菜單選項(xiàng)。



2 、點(diǎn)擊Decode Setting工具菜單，彈出串行解碼設(shè)置窗口。



Input Sel.:設(shè)定信道所量的訊號(hào)為 CAN high或 CANlow
Channel:選擇 CAN訊號(hào)信道，只需選擇測量 CAN high或 CANlow通道即可。
Threshold:設(shè)定觸發(fā)電壓準(zhǔn)位
Data Rate:設(shè)定 CAN波特率，勾選”Auto Data Rate”后由程序判斷

3、點(diǎn)擊Report工具菜單，可將 Decoder所譯碼的數(shù)據(jù)整理為報(bào)告形式。



切換到測量窗口，顯示總線信號(hào)的頻率

參考資料:
高能:研華USB數(shù)字存儲(chǔ)示波器!
汽車安全氣囊高壓鋼瓶測試系統(tǒng)
汽車制動(dòng)器生產(chǎn)檢測系統(tǒng)
汽車NVH與噪聲定位系統(tǒng)
研華測試與測量解決方案2018Q3
2018！處于“風(fēng)口“的汽車真的要“飛”了？