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Loto实践干货(3) 测量CAN总线通讯数据

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发表于 2019-3-11 16:21:05 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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最近在做运动控制卡的项目,调试样机的过程中,需要验证CAN总线通讯功能的正确性。以前只限于理论上认识CAN总线,使用的CANbus的通讯卡也是有上位机例程,基本上简单地配置上位机软件就可以正常工作了。这次调试需要深入测试CAN接口的通讯过程,正好把之前的对CAN的认识再复习深化一下。


之所以采用CAN总线,是因为它只需要两根双绞线就可以连接多个通讯节点,并且可以传输相对远的距离,在工业现场抗干扰能力也很强。下图是我按照CAN总线的要求做的一条双绞线,黄色和绿色分别是CAN_High线和CAN_Low线。要求绞距20mm,不绞合的距离不超过50mm。


规定的双绞线传输距离与CAN总线的传输速率的关系如下表。我们的传输距离很短,所以可以采用很高的传输速率。即便是采用最高的传输速率,以OSC802示波器的25M带宽,也是足够调试用的。

  

  
  

位速率
bit/s

  
  

总线长度
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

  

下图是我设计驱动控制板的CAN通讯接口部分的原理图,使用SN65HVD230收发器:


打样后的运动控制板是这样的:


使用LOTO的USB示波器OSC802对CAN通讯的信号进行捕捉,抓取数据进行解析判断。


使用USB示波器OSC802的单次触发功能,很轻松对CAN总线上的电平信号进行了捕捉。不过我们现在还看不懂它,需要对CAN的电平逻辑和传输协议有所了解。

没有收发信号时,两条导线上的电平相同(大约2.5V)。这种电平状态为隐形状态,也称之为隐性电平,即为逻辑1。有信号时,CAN_H导线的电平升高至少1V;而对应的CAN_L导线电平降低同样值,这种电平状态为显形状态,也称之为显性电平,即为逻辑0。5V和3.3V的CAN收发器的逻辑电平会稍有不同。


我们通过程序发出一串CAN数据后,用OSC802捕捉到的波形如下:




根据波形进行数据解码需要注意的有两点:

1:在CAN协议中将CAN_H和CAN_L的差值为高电平时定义为显性,逻辑上表示为0,为低电平时定义为隐性,逻辑上表示为1。

2:在CAN的协议中当连续出现5个显性时就需要插入一个隐性。

CAN的标准帧和扩展帧协议格式:


所以,波形数据解读为:


图中被红色斜线划掉的为CAN协议有意在5个连续显性后面加的单个隐性位,所以去掉。所以,通过USB 示波器 OSC802抓取到的数据为:

00000000000011000001001100010100000001010101011110011010001111100000111101111

  

  
  

ID

  
  

SRR

  
  

  
  

ID

  
  

  
  

DLC

  
  

CRC

  
  

0

  
  

00000000000

  
  

1

  
  

1

  
  

000001001100010100

  
  

000

  
  

0010

  
  

000111110000011

  

这个数据帧发出的数据为:

1010101111001101

0xAB, 0xCD

解析结果与上位机收发的结果互相验证正确,所以此次运动控制板的CAN接口功能调试成功完成。


详情:QQ173393190
QQ群827046152

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