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3.找个CAN设备测量数据
第三点是实际操作,在实际测试中巩固理论知识。
CAN总线不是空中楼阁。不管你测什么东西的CAN信号都行,重要的是,你要接收到那些宝贵的CAN总线数据。举个例子,你的汽车,你们项目组租的车,你导师的车都行。反正我能想到的方便的资源就是你身边的车,只要是09年之后的车都带CAN总线。我当时是测我自己的速腾车,但OBD接口的CAN被阉割了,没有数据。后来从汽车之家论坛中发现空调CAN线能引出来,这样才引出了两条宝贵的100K波特率舒适CAN总线,测出了很多数据。
汽车的CAN分为动力CAN和舒适CAN,具体可以看PPT。我测的速腾舒适CAN内容很丰富,车门、尾箱打开还是关闭,安全带,档位,油量,手刹,方向盘转角等等,但都是CAN总线源码,你不知道哪个信号是车门信号。这个就叫做逆向破解了。你需要频繁的开关车门来确定车门信号所对应的帧ID和帧数据。你动,它跟着动,你不动,它也不动,那就是它了。
什么是帧ID?在实际应用中,CAN总线一个帧主要由帧信息,帧ID和帧数据组成。CAN总线又分为3种,高速CAN、容错CAN、单线CAN。妈呀,啥是高速CAN?高速CAN有别于容错CAN和单线CAN,高速CAN的电平静默2.5V,上下限是3.5V和1.5V,容错CAN显性时则为1V和4V,故可用万用表量出。容错CAN和单线CAN的*小,可暂时不学。附录:高速CAN、容错CAN、单线CAN区别
高速CAN,低速CAN, 单线CAN 比较
帧信息:四类,标准数据帧(汽油车、电机)、标准远程帧(少见)、扩展数据帧(广大柴油车、部分汽油车)、扩展远程帧(少见)
有童鞋经常会问到CAN2.0A和CAN2.0B是啥,2.0A是标准的意思,帧ID11位,也即0x000-0x7FF。2.0B是扩展的意思,帧ID高29位,也即0x0000 0000-0x1FFF FFFF,要注意2.0B已经包含了2.0A,他们俩是包含与被包含的关系。
帧ID是什么?通俗讲是CAN的一种“地址”。CAN有个特点是竞争机制,帧ID越小越有占用总线资源的权利,越会优先发送。举个例子,灯光信号帧ID0x555,发动机温度传感器帧ID0x111,那么当两个信号同时发出时,发动机的信号会优先发送,灯光在后面排队。通常在一个CAN系统中,不同的设备,发出CAN信号的帧ID都是不一样的,或者说,CAN信号的每个帧ID都有一个固定的用途。如果CAN信号的帧ID的用途被确定下来,并在一个文档中得到了解释,那么我们管这个叫CAN总线的应用层协议,或者高层协议。常见的有ISO15765-4,SAE J1939,CANopen(电机和挖沟机控制器用)。而这个文档在车辆行业中叫DBC文件,它对车辆CAN总线上的每个帧ID及每个帧数据都做了注释。
11位和29位是什么意思呢?现在说下,11位指的是标准帧的帧ID范围是0x000-0x7FF(0x是十六进制的意思),7FF翻译成二进制是111 1111 1111,对吧,十一个“1”。同理,29位指扩展帧的帧ID范围是0x0000 0000-0x1FFF FFFF,1FFF FFFF翻译成二进制是29个1。大致明白了吧。29位的分配ID能力比11位的强,11位总有些地方不够之感。
帧数据很简单了,说下特色吧。与串口相比,CAN的帧数据只有8个字节,即64个位,不会再多了。当然,CAN FD作为新型总线解决了仅有8字节这个问题。有兴趣大家可以了解下CAN FD。
波特率忘了,CAN的波特率都是整数,要注意。常见的车辆波特率有500K,250K,125K,100K。波特率这东西和收音机频率一样,如果两个CAN设备的通信波特率不*的话,是不能进行通讯的。
常见CAN高层协议及其波特率
终端电阻,CAN和RS485一样,要在终端减少差分信号的反射。我记得经典的一张图是这么画的,水流在试管(平躺)的尾部受阻,水也就涌了回来。差分信号也是如此,你不在两个终端加电阻,信号会反弹回来影响通讯。详细的看书吧,不细讲了。这东西总线上要有两个,两个120欧姆的电阻,并联,远的两端一边一个。多了不行少了也不行。你不确定的话,用万用表量一下,CANH和CANL之间60欧姆左右好。
CAN总线的终端电阻
好的,现在你应该已经明白,帧ID、帧信息和帧数据都是什么,知道CAN总线波特率是什么,终端电阻是什么,重要的是,你收到一个陌生设备发出的CAN总线数据了。你成功的迈出了学习CAN总线重要的一步。如果你连接不上你的车或其他CAN设备,那属于连接问题,请参阅指导文档
4.理解CAN高层协议
第四点,你需要找一个高层协议来进行CAN数据与实际含义对号入座。比如ISO15765-4协议和SAE J1939协议,看文档,明白CAN总线是如何在某个帧ID中传递转速等模拟量,传递灯光信号等数字量。
举个例子,J1939柴油车协议中,0x18F00402这个帧ID表示EEC1,它的第四个和第五个帧数据,假如是0x02,0x03,那么发动机转速如何表示呢,转速=2x0.125+3x32=96.25,这个就是真实的发动机转速值。它是有公式在里面的,这个事情是在协议中规定好的。用第四个帧的十进制数据乘以0.125,再加上第五个帧的十进制数据乘以32,你就得到了实际的发动机转速。对CAN总线协议的理解就说到这里。知道帧ID和帧数据的意思,你就可以对复杂的CAN总线16进制数据了如指掌。