基于USB接口的CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀研究與實現(xiàn).pdf

1、CAN總線是現(xiàn)代廣泛應(yīng)用于汽車電子、自動化設(shè)備等工業(yè)場合進行數(shù)據(jù)通信的一種串行網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。如今，工業(yè)領(lǐng)域CAN網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)越來越復雜，因此對開發(fā)工具提出了更高的要求，計算機輔助成為CAN總線開發(fā)的一種常用手段。傳統(tǒng)的具有RS232、PCI接口的CAN開發(fā)工具在資源、速度、實時性、便捷性等方面都有所不足。所以在工業(yè)CAN總線領(lǐng)域，設(shè)計一種具有傳輸速率快、可熱拔插、攜帶方便、性能穩(wěn)定等特點的CAN總線開發(fā)工具具有重要意義。
　　USB

2、總線是一項即插即用、支持熱拔插和易擴展的高速串行通信技術(shù)，通常用在計算機和外部設(shè)備之間的通信。具有USB接口的CAN總線開發(fā)工具能夠彌補上述傳統(tǒng)工具的缺點，提高開發(fā)工具的性能。而現(xiàn)有高校、科研機構(gòu)、企業(yè)對于CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀的研究未能解決高等級防護、便于二次開發(fā)等問題。所以，本文基于USB接口設(shè)計了一款有網(wǎng)絡(luò)分析、協(xié)議解析、節(jié)點模擬等功能的高等級防護、便于二次開發(fā)的CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀。
　　本文基于USB接口的CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀主要由U

3、SB-CAN適配器和PC端上位機兩部分組成。
　　USB-CAN適配器的設(shè)計主要包含硬件和固件程序兩部分任務(wù)。硬件電路由核心控制器（STM32F105RBT6）電路、USB接口及其ESD保護（USBLC6）電路、CAN接口（ADM3054）及多重協(xié)同總線保護電路、電源（LM1117）電路四部分組成。固件程序部分由CAN總線驅(qū)動程序、USB總線驅(qū)動程序和實時數(shù)據(jù)處理算法三部分組成。
　　CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀 PC端上位機部分的研究

4、從總體軟件架構(gòu)設(shè)計出發(fā)，分別進行了Windows驅(qū)動程序設(shè)計和主機程序設(shè)計。在Windows驅(qū)動程序設(shè)計中，先使用DriverStudio建立驅(qū)動程序框架，然后在Visual C++6.0下添加自定義請求。主機程序是在Visual C++6.0平臺上進行的，包括了界面設(shè)計和應(yīng)用層程序設(shè)計。
　　在結(jié)束了CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)計任務(wù)之后，本文在點對點通信模型中對CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本功能進行了測試；在自建的CAN網(wǎng)絡(luò)建模中對CAN網(wǎng)絡(luò)

5、分析儀的主要功能進行了測試。CAN網(wǎng)絡(luò)建模是利用Vector公司的CANoe平臺建立的，經(jīng)過需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、面板設(shè)計、CAPL模型設(shè)計等步驟，搭建了一個虛擬純電動汽車精簡CAN網(wǎng)絡(luò)模型，并仿真測試通過。最后，通過Vector公司的VN8900系列設(shè)備、虛擬CAN網(wǎng)絡(luò)模型、CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀三者的結(jié)合，對報文接收、接收濾波、數(shù)據(jù)保存、模擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等功能項目進行了硬件在環(huán)測試。
　　通過測試，充分驗證了本文設(shè)計的CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀支

6、持USB2.0全速接口，能夠進行CAN2.0A、CAN2.0B協(xié)議與USB協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，支持數(shù)據(jù)幀、遠程幀等類型的CAN報文雙向傳輸。支持CAN網(wǎng)絡(luò)工作波特率可在5Kbps~1Mbps之間有級可選，具有全部接收和屏蔽接收濾波功能，具有自收發(fā)測試功能，支持數(shù)據(jù)保存為TXT或XLS格式，支持單幀發(fā)送、多幀發(fā)送、ID遞增發(fā)送、數(shù)據(jù)遞增發(fā)送等。以上測試中涵蓋了CAN總線開發(fā)中的所有功能需求。
　　本文的有三大特色：第一，多重協(xié)同保護解決