示波器CAN总线数据解码技巧.docx

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示波器CAN总线数据解码技巧

示波器CAN总线数据解码方法

采用示波器侦测串口总线的通信是比较常用的一种解码技术。

以Pico示波器为例，Pico示波器具有串行解码的功能，能够对CANFIexRay、

I2C、I2S、SPI、LIN或UART等串行总线进行解码。

Pico示波器比较适合做串行解码，因为它们的深度存储器可以让软件采集较长时间、不间断的数据，尤其是6000系列能够在几秒内采集数千个数据帧存入到512M的样本存储器。

下面将介绍如何用一个款Pico示波器进行CAN总线数据解码。

一、CAN总线解码概述

1、CAN总线概念

数据通信时，物理线路上传输的信号是由一系列高低电平组成的，这些高低电平携带了我们所需要的信息，在数据接收端，我们需要将这些物理电平按照原始的编码规则进行解析，从而得到实际的物理信号。

CAN控制器区域网络）总线是一种在汽车和工业机械中使用的串行协

议，允许微控制器相互通讯。

该标准最初由RobertBoschGmbH于1983年制定。

它使用双绞线上传输差分信号，分别为CAN高（CANH）和CAN氐（CANL），当线路受到共模干扰之后，信号差值不变，信号依然能够正确被解析。

2CAN总线上传输的电平特点

CAN总线上发布了ISO11898和ISO11519两个通信标准，分别对应高速CAN和容错CAN此两个标准差分电平的特性不同。

本文主要介绍如何用Pico示波器进行ISO11898标准的CAN总线解码。

ffl

物理层4

rSO11898^

电平3:

显性心

隐性心

CAN_H4

3,5V*3

2,5V*3

CAM_L^

L5V+3

1

CAN_DiffP

.■I:

■

MP.■■■'1

CAN高电平大概为3.5V左右，CAN氐电平大概为1.5V左右，CAN差分电平大概在2V左右。

一般情况下，我们可以从三种CAN总线波形

上进行解码:

1）从CAN-H总线上传输的电平，阈值设置为3V左右即可

2）从CAN-L总线上传输的电平，阈值设置为1.6V左右即可

3）从差分波形（CANH-CANI上进行解码，阈值设置为1.5左右即可.从差分波形上解码更加准确，因为差分波形滤除了线路上的共模干扰信号。

但是很遗憾，目前PicoScope6软件的串行解码功能只能从CANH或

CANL波形上进行解码，暂时还无法实现从差分波形上进行解码。

、PicoScope6串行解码功能

二、解码设置

Pico的任何一台示波器都具有串行解码的功能，不同系列的区别在于示波器硬件参数高时，采集到的波形更加平滑，噪声小。

在进行解码时，我们可以只从CAN高波形上进行解码，或只从CAN氐波形上进行解码，或者同时对CANH和CANL波形进行解码。

3.1仅从CAN氐波形上进行解码设置

1将CAN网络中的CAN端接入到示波器A通道（示波器通道任意选择）探头的正极，CAN网络的GND连接探头的负极。

2点击PicoScope6工具菜单，选择串行解码功能。

弹出串行解码设

置窗口

1）设置A通道协议：

CANLow

2）设置CAN氐判断阈值，如1.6V。

该阈值用于判断CAN-L电平是“0”

或“1

3）设置总线波特率，即目前测试网络的波特率，例如500K波特

4）设置显示模式，选择“在视图中”或“在窗口中”查看CAN数据。

InView:

在视图中，在波形显示窗口查看解码之后的CAN数据。

InWindow:

在窗口中，在表格中查看解码之后的CAN数据。

2、仅从CAN高波形上进行解码设置

1）将CAN网络中的CANH端接入到示波器A通道（示波器通道任意选择）

探头的正极，CAN网络的GND连接探头的负极。

2）点击PicoScope6工具菜单，选择串行解码功能。

弹出串行解码设置窗口。

设置步骤如下:

1）设置A通道协议：

CANHigh

2）设置CAN氐判断阈值，女口3V。

该阈值用于判断CAN-L电平是“0”

或“1

3）设置总线波特率，即目前测试网络的波特率，例如500K波特

4）设置显示模式，选择“在视图中”或“在窗口中”查看CAN数据。

InView:

在视图中，在波形显示窗口查看解码之后的CAN数据。

InWindow:

在窗口中，在表格中查看解码之后的CAN数据。

3、从CAN高波形和CAN氐波形上同时解码

1）将CAh网络中的CANH端接入到示波器A通道（示波器通道任意选择）探头的正极，CAN网络的GND连接探头的负极。

2）将CAr网络中的CANH端接入到示波器B通道（示波器通道任意选择）探头的正极，CAN网络的GND连接探头的负极。

注意：

CAN!

和CANL使用的测试通道可以自由选择。

只是在进行解码设置时，对应正确即可。

3）点击PicoScope6工具菜单，选择串行解码功能。

弹出串行解码设

置窗口。

在一个窗口分别设置CANH和CANU的解码设置，具体参考3.1和3.2章节的设置。

如下图所示：

四、使用注意事项

Pico示波器进行串行解码有一个技术难点：

Pico示波器的解码以完

整的一个CAN数据帧为单位，即只有采集到完整的一帧CAN报文，才能将该数据帧完整的解析出来。

1）采集CANF和CANL波形时，注意时基的设置。

即保证每一个波形页面至少能够采集到一个完整的数据帧，此时才能够解析出CAN报

文。

对于CAN总线来说，时基设置在1ms/div或者大于1ms/div即可。

2）注意采样率的设置，要保证采集到的波形不失真。

例如CAN总线的波特率为500Kbps,那么采样率只有大于1MS/S,才能够采集到正确的波形（满足乃奎斯特定律）。

3）示波器的波形（一个显示页面）与波形之前是不连续的，总是或多或少一些间隙。

所以当在进行CAN总线解码时，波形页面的边缘会有一些无法被解析的数据帧，主要原因是波形页面边缘将一个完成的数据帧截断了，以至于无法得到争取的解析。

如下图所示：