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示波器CAN總線數(shù)據(jù)解碼方法

作者: 時間:2016-12-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
采用示波器偵測串口總線的通信是比較常用的一種解碼技術(shù)。以Pico示波器為例,Pico示波器具有串行解碼的功能,能夠?qū)AN、FlexRay、 I2C、I2S、SPI、LIN或UART等串行總線進行解碼。Pico示波器比較適合做串行解碼,因為它們的深度存儲器可以讓軟件采集較長時間、不間斷的數(shù)據(jù),尤其是6000系列能夠在幾秒內(nèi)采集數(shù)千個數(shù)據(jù)幀存入到512M的樣本存儲器。下面將介紹如何用一個款Pico示波器進行CAN總線數(shù)據(jù)解碼。

一、CAN總線解碼概述

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/328770.htm

1、 CAN總線概念

數(shù)據(jù)通信時,物理線路上傳輸?shù)男盘柺怯梢幌盗懈叩碗娖浇M成的,這些高低電平攜帶了我們所需要的信息,在數(shù)據(jù)接收端,我們需要將這些物理電平按照原始的編碼規(guī)則進行解析,從而得到實際的物理信號。

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

2 CAN總線上傳輸?shù)碾娖教攸c

CAN 總線上發(fā)布了ISO11898和ISO11519兩個通信標準,分別對應(yīng)高速CAN和容錯CAN。此兩個標準差分電平的特性不同。本文主要介紹如何用Pico示波器進行ISO11898標準的CAN總線解碼。


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電路板維修
電路板抄板
示波器

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確,因為差分波形濾除了線路上的共模干擾信號。

但是很遺憾,目前PicoScope6軟件的串行解碼功能只能從CANH或CANL波形上進行解碼,暫時還無法實現(xiàn)從差分波形上進行解碼。

二、PicoScope6 串行解碼功能


電纜故障定點儀
電路板維修
有機肥加工設(shè)備
電纜故障檢測

三、解碼設(shè)置

Pico的任何一臺示波器都具有串行解碼的功能,不同系列的區(qū)別在于示波器硬件參數(shù)高時,采集到的波形更加平滑,噪聲小。在進行解碼時,我們可以只從CAN高波形上進行解碼,或只從CAN低波形上進行解碼,或者同時對CANH和CANL波形進行解碼。

3.1 僅從CAN低波形上進行解碼設(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連接探頭的負極。

2 點擊PicoScope6工具菜單,選擇串行解碼功能。彈出串行解碼設(shè)置窗口。


電纜故障檢測
電纜中間接頭
電纜接頭

1)設(shè)置A通道協(xié)議:CAN Low

2)設(shè)置CAN低判斷閾值,如1.6V。該閾值用于判斷CAN-L電平是“0”或“1”.

3)設(shè)置總線波特率,即目前測試網(wǎng)絡(luò)的波特率,例如500K波特。

4)設(shè)置顯示模式,選擇“在視圖中”或“在窗口中”查看CAN數(shù)據(jù)。

In View: 在視圖中,在波形顯示窗口查看解碼之后的CAN數(shù)據(jù)。

In Window: 在窗口中,在表格中查看解碼之后的CAN數(shù)據(jù)。

2、僅從CAN高波形上進行解碼設(shè)置

1)將CAN網(wǎng)絡(luò)中的CANH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連接探頭的負極。

2 )點擊PicoScope6工具菜單,選擇串行解碼功能。彈出串行解碼設(shè)置窗口。


母線槽
電纜故障定點儀
電纜接頭

設(shè)置步驟如下:

1)設(shè)置A通道協(xié)議:CAN High

2)設(shè)置CAN低判斷閾值,如3V。該閾值用于判斷CAN-L電平是“0”或“1”.

3)設(shè)置總線波特率,即目前測試網(wǎng)絡(luò)的波特率,例如500K波特。

4)設(shè)置顯示模式,選擇“在視圖中”或“在窗口中”查看CAN數(shù)據(jù)。

In View: 在視圖中,在波形顯示窗口查看解碼之后的CAN數(shù)據(jù)。

In Window: 在窗口中,在表格中查看解碼之后的CAN數(shù)據(jù)。

3、從CAN高波形和CAN低波形上同時解碼

1)將CAN網(wǎng)絡(luò)中的CANH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連接探頭的負極。

2)將CAN網(wǎng)絡(luò)中的CANH端接入到示波器B通道(示波器通道任意選擇)探頭的正極,CAN網(wǎng)絡(luò)的GND連接探頭的負極。

注意:CANH和CANL使用的測試通道可以自由選擇。只是在進行解碼設(shè)置時,對應(yīng)正確即可。

3 )點擊PicoScope6工具菜單,選擇串行解碼功能。彈出串行解碼設(shè)置窗口。

在一個窗口分別設(shè)置CANH和CANL的解碼設(shè)置,具體參考3.1和3.2章節(jié)的設(shè)置。如下圖所示:

四、使用注意事項

Pico示波器進行串行解碼有一個技術(shù)難點:Pico示波器的解碼以完整的一個CAN數(shù)據(jù)幀為單位,即只有采集到完整的一幀CAN報文,才能將該數(shù)據(jù)幀完整的解析出來。

1) 采集CANH和CANL波形時,注意時基的設(shè)置。即保證每一個波形頁面至少能夠采集到一個完整的數(shù)據(jù)幀,此時才能夠解析出CAN報文。對于CAN總線來說,時基設(shè)置在1ms/div或者大于1ms/div即可。

2) 注意采樣率的設(shè)置,要保證采集到的波形不失真。例如CAN總線的波特率為500Kbps,那么采樣率只有大于1MS/s,才能夠采集到正確的波形(滿足乃奎斯特定律)。

3 )示波器的波形(一個顯示頁面)與波形之前是不連續(xù)的,總是或多或少一些間隙。所以當在進行CAN總線解碼時,波形頁面的邊緣會有一些無法被解析的數(shù)據(jù)幀,主要原因是波形頁面邊緣將一個完成的數(shù)據(jù)幀截斷了,以至于無法得到爭取的解析。如下圖所示:



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