基于PIC32开发CAN监视器

引言：CAN（Controller AreaNetwork）是目前使用非常广泛的一种通信方式，被大量应用于汽车、船泊、数控加工设备、机器人以及各种自动化设备。与之相关的工作人员——工程师、设备师、维修师、开发人员都将频繁与其打交道，不管是开发人员的初期调试，还是维修师检测设备的状况，对CAN总线的数据量都有监视的渴望，对两根差分的信号线，相通过示波器来监视总线上的数据，恐怕让人神精。当然，市面上也有商用CAN监视器，本人也用过，使用也还算方便，但不知道为啥，已经坏掉了好几个（与我无关），因为本人现在跳到一家资金捉襟见肘的小公司，咖啡都不给买，工资也发不起的扣老板，自制一台CAN监视器的想法诞生了。

1. 框架图




        PC <<---->>USB接口<<---->>MCP2200<<---->>PIC32<<---->>CAN Transceiver<<---->>CAN 总线








关于USB接口，在这里就是与上位机PC通信的方式，是笔者惯用方式，一根USB线就可以，并且在PIC32里只需要做UART的驱动就可以了，十分简单。读者也可自行选择其他方式，比如使用PIC32自带的USB功能，HID或CDC都可以，用232芯片转换也行吧。

2. PIC32 关于 CAN 模块的配置
请将CAN模块配置为监听模式（Listen-Onlymode）。

以下引自Microchip公司手册DS61154C_CN：

监听模式是正常工作模式的一种变化形式。如果监听模式被激活，则CAN模块会出现在CAN总线上，但处于被动状态。它会接收报文，但不会发送报文。CAN模块不会产生错误标志，也不会应答信号。在该状态下，错误计数器不再工作。监听模式可用来检测CAN总线上的波特率。要使用此功能，必须至少有另外两个互相通信的节点。波特率可以通过测试一些不同值以实证方式检测。该模式也可用作总线监视器，因为CAN总线不会影响数据通信。

配置代码：

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void CAN1Init(void)



{



           CAN_BIT_CONFIGcanBitConfig;



           UINT baudPrescalar;



 



           CANEnableModule(CAN1,TRUE);



 



           CANSetOperatingMode(CAN1,CAN_CONFIGURATION);



           while(CANGetOperatingMode(CAN1)!= CAN_CONFIGURATION);



 



          CANSetTimeStampPrescalar(CAN1, 80 );



          CANSetCap(CAN1, TRUE );



 



          canBitConfig.phaseSeg2Tq           = CAN_BIT_2TQ;



          canBitConfig.phaseSeg1Tq           = CAN_BIT_3TQ;



          canBitConfig.propagationSegTq      = CAN_BIT_4TQ;



           canBitConfig.phaseSeg2TimeSelect   = TRUE;



           canBitConfig.sample3Time           = TRUE;



          canBitConfig.syncJumpWidth         = CAN_BIT_2TQ;



           CANSetSpeed( CAN1, &canBitConfig,SYSTEM_FREQ, CAN_SPD_1MHZ );



     



           CANAssignMemoryBuffer(CAN1,CAN1MessageFifoArea,(24* 16) );



           CANConfigureChannelForRx(CAN1,CAN_CHANNEL1, 24, CAN_RX_FULL_RECEIVE);



          CANConfigureFilterMask  (CAN1, CAN_FILTER_MASK0, 0, CAN_SID,CAN_FILTER_MASK_IDE_TYPE);



           CANConfigureFilter     (CAN1, CAN_FILTER1, 0x00, CAN_SID);



           CANLinkFilterToChannel (CAN1, CAN_FILTER1, CAN_FILTER_MASK0,CAN_CHANNEL1);



           CANEnableFilter        (CAN1, CAN_FILTER1, TRUE);



   



           CANEnableChannelEvent(CAN1, CAN_CHANNEL1,CAN_RX_CHANNEL_NOT_EMPTY, TRUE);



           CANEnableModuleEvent (CAN1, CAN_RX_EVENT,TRUE);



 



           /* These functions are from interruptperipheral



          * library. */   



 



           /*Step 7: Switch the CAN mode



           * to normal mode. */



 



           CANSetOperatingMode(CAN1,CAN_LISTEN_ONLY);



           while(CANGetOperatingMode(CAN1)!= CAN_LISTEN_ONLY);         



}

3. 应用层代码的准备
   CAN自定义数据结构

typedef struct _CAN_MSG_TYPE

{

       struct

       {

                unsigned short sid;                                // 标准ID

                unsigned short timer;                          // 接收时间

       } ;

       long size;                                                                               //数据个数

                                  unsigned char data[8];                                      // 数据buffer

} CAN_MSG_TYPE;



        CAN消息检测函数

long can1_rx_chk( long channel )

{

      long ret;

      

      if ( !C1INTbits.RBIF )

      {

                    return 0;

      }

      if((CANGetModuleEvent(CAN1)& CAN_RX_EVENT) == 0)

      {

                    return 0;

      }            

      

                    

      if(CANGetChannelEvent(CAN1, channel) & CAN_RX_CHANNEL_NOT_EMPTY )

      {

                    ret        = 1;

      }                          

      else

      {

                    ret        = 0;

      }

      

      return ret;

}



CAN消息读取函数

void can1_rx_read( long channel, CAN_MSG_TYPE*msg )

{

      CANRxMessageBuffer* message;

      longi;

      

      message        = CANGetRxMessage(CAN1,channel);         

      msg->sid          = message->msgSID.SID;

      msg->size        = message->msgEID.DLC;

       msg->timer     =message->msgSID.CMSGTS;



      

      for( i = 0; i < 8; i++ )

      {

                    msg->data[i]= message->data[i];

      }

      

      CANUpdateChannel(CAN1,channel);

}

USB打印函数

void usb_printf( char*str, long dat );
此函数稍有复杂，并不在这里贴出代码，请读者自行编写或是采用更为简单的方法。

此函数的功能为与标准C语言里的printf函数类似，目的是通过UART模块将字符打印到PC的终端应用程序。

4. 应用层代码

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for ( ;; )



{



if ( can1_rx_chk( CAN_CHANNEL1 ) )



{



can1_rx_read( CAN_CHANNEL1, &can_msg );



usb_printf( "\r\nID:%h\r\n", can_msg.sid);



usb_printf( "Timer:%dus\r\n", can_msg.timer);



usb_printf( "Size:%d\r\n", can_msg.size);



usb_printf( "Data:", 0 );



for ( index = 0; index < 8; index++ )



{



                            usb_printf( "%d", can_msg.data[index] );



                   }



}



}



 

5.敲完代码编译，小伙伴们就可以了在PC的超级终端上看到CAN总线上的数据，当然也可以使用其它能够接收串口数据的其他应用软件。有个地方要请小伙伴们引起注意，就是CAN总线上的数据量与UART的通信速率的问题，请通过计算总线上的数据量来设置合理的UART速率，否则会得不到正确的总线数据。希望能够帮到一些正在为CAN通信纠结的小伙伴们，但也请小伙伴们尊重原创。

原创为CSDN笔者：xfwangqiang