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

1、CAN總線是現(xiàn)代廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子、自動(dòng)化設(shè)備等工業(yè)場(chǎng)合進(jìn)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(kāi)發(fā)越來(lái)越復(fù)雜，因此對(duì)開(kāi)發(fā)工具提出了更高的要求，計(jì)算機(jī)輔助成為CAN總線開(kāi)發(fā)的一種常用手段。傳統(tǒng)的具有RS232、PCI接口的CAN開(kāi)發(fā)工具在資源、速度、實(shí)時(shí)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(jì)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(diǎn)的CAN總線開(kāi)發(fā)工具具有重要意義。
　　USB

2、總線是一項(xiàng)即插即用、支持熱拔插和易擴(kuò)展的高速串行通信技術(shù)，通常用在計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間的通信。具有USB接口的CAN總線開(kāi)發(fā)工具能夠彌補(bǔ)上述傳統(tǒng)工具的缺點(diǎn)，提高開(kāi)發(fā)工具的性能。而現(xiàn)有高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)對(duì)于CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀的研究未能解決高等級(jí)防護(hù)、便于二次開(kāi)發(fā)等問(wèn)題。所以，本文基于USB接口設(shè)計(jì)了一款有網(wǎng)絡(luò)分析、協(xié)議解析、節(jié)點(diǎn)模擬等功能的高等級(jí)防護(hù)、便于二次開(kāi)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(jī)兩部分組成。
　　USB-CAN適配器的設(shè)計(jì)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(hù)（USBLC6）電路、CAN接口（ADM3054）及多重協(xié)同總線保護(hù)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(dòng)程序、USB總線驅(qū)動(dòng)程序和實(shí)時(shí)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(jī)部分的研究

4、從總體軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，分別進(jìn)行了Windows驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和主機(jī)程序設(shè)計(jì)。在Windows驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)中，先使用DriverStudio建立驅(qū)動(dòng)程序框架，然后在Visual C++6.0下添加自定義請(qǐng)求。主機(jī)程序是在Visual C++6.0平臺(tái)上進(jìn)行的，包括了界面設(shè)計(jì)和應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)。
　　在結(jié)束了CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)計(jì)任務(wù)之后，本文在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模型中對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本功能進(jìn)行了測(cè)試；在自建的CAN網(wǎng)絡(luò)建模中對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)

5、分析儀的主要功能進(jìn)行了測(cè)試。CAN網(wǎng)絡(luò)建模是利用Vector公司的CANoe平臺(tái)建立的，經(jīng)過(guò)需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、面板設(shè)計(jì)、CAPL模型設(shè)計(jì)等步驟，搭建了一個(gè)虛擬純電動(dòng)汽車(chē)精簡(jiǎn)CAN網(wǎng)絡(luò)模型，并仿真測(cè)試通過(guò)。最后，通過(guò)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(duì)報(bào)文接收、接收濾波、數(shù)據(jù)保存、模擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等功能項(xiàng)目進(jìn)行了硬件在環(huán)測(cè)試。
　　通過(guò)測(cè)試，充分驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的CAN網(wǎng)絡(luò)分析儀支

6、持USB2.0全速接口，能夠進(jìn)行CAN2.0A、CAN2.0B協(xié)議與USB協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，支持?jǐn)?shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀等類(lèi)型的CAN報(bào)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(jí)可選，具有全部接收和屏蔽接收濾波功能，具有自收發(fā)測(cè)試功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)保存為T(mén)XT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(cè)試中涵蓋了CAN總線開(kāi)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(hù)解決