摘 要 介紹了一種基于AVR單片機的CAN總線通信協(xié)議分析技術．采用邏輯分析儀先分析 CAN總線上主機對各節(jié)點進行控制所產(chǎn)生的不同問答數(shù)據(jù)的含義．再使用 AVR單片機 ATmega168L控制獨立的 CAN控制器 MCP2510對 CAN總線上的報文進行監(jiān)聽，并通過上位機傳輸給 Pc機顯示．結合 CAN總線規(guī)范及先前分析的問答數(shù)據(jù)的定義，通過 Pc機上顯示的 報文對協(xié)議進行完整的分析． 關鍵詞 CAN總線；AVR；上位機 SPI 1 CAN總線規(guī)范概述 CAN（controller area network），即控制器局域網(wǎng)，是一種串行通信協(xié)議，具有較高的安全性能及錯誤處理能力．作為一種可靠，高效及經(jīng)濟的平臺，CAN總線憑借諸多優(yōu)點廣泛應用于汽車系統(tǒng)、機械設備、工業(yè)控制等分布實時系統(tǒng)中，取代了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中復雜的接線配線．成為目前廣泛使用的現(xiàn)場 總線之一．但是，國內一些廠家在開發(fā)網(wǎng)絡產(chǎn)品時缺乏 CAN總線標準化的指導，導致不同網(wǎng)絡產(chǎn)品互不兼容，削弱了不同產(chǎn)品之間的互操作性¨J．特別是在 CAN總線的應用最為廣泛汽車行業(yè)，由于不同汽車生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品的CAN總線上數(shù)據(jù)含義的定義各不相同且不對外公開，使得對不同汽車的性能進行診斷變得異常困難．因此對 CAN總線通信協(xié)議進行分析尤為重要． 目前所使用的CAN總線規(guī)范V2．0版本主要由A，B兩部分組成．A部分即CAN規(guī)范VI．2版本，其采用的地址范圍由 11個識別位定義，即標準格式， B部分包括標準格式和擴展格式，后者為應對地址范圍擴大而制定的29個識別位格式．標準格式與擴展格式的區(qū)別在于擴展格式使用了 CAN1．2版本中的第一個保留位，因而擴展格式仍是有效的．為了兼容 CAN2．0，規(guī)定 CAN設備應采用 CAN2．0中的A或 B部分 引． 2 CAN總線通信協(xié)議分析 2．1 協(xié)議分析原理 CAN總線被細分為三個不 同的層次：對象層 （object layer）、傳輸層（transfer layer）和物理層（phy— ical layer）．對象層和傳輸層相當于 ISO／OSI模型定義的數(shù)據(jù)鏈路層．對象層的作用包括：查找被發(fā)送的報文；確定由實際要使用的傳輸層接收哪一個撤文；為應用層相關硬件提供接口．這里的定義對象處理較為靈活．傳輸層的作用主要是傳送規(guī)則，也就是控制幀結構、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、出錯標定、故障界定．總線上什么時候開始發(fā)送新報文及什么時候 開始接收報文，均在傳輸層里確定．所以傳輸層的修 改是受到限制的．物理層的作用是在不同節(jié)點之間根據(jù)其電氣屬性進行位信息的實際傳輸．在選擇物理層方面比較自由 J． 對CAN總線的協(xié)議分析主要有以下三個步驟： 1）使用邏輯分析儀對特定網(wǎng)絡產(chǎn)品的 CAN總線上主機對各節(jié)點控制所產(chǎn)生的問答數(shù)據(jù)進行分析．從中可以獲得主機與節(jié)點之間通信的波特率，及數(shù)據(jù)所表示的含義．如在汽車系統(tǒng)中，那個數(shù)據(jù)表示引擎，那個數(shù)據(jù)表示出現(xiàn)故障等． 2）設計出基于AVR的單片機系統(tǒng)．AVR單片機對 CAN總線上的報文進行監(jiān)聽．并通過上位機送 Pc機顯示．獲取主機與各節(jié)點的所有問答數(shù)據(jù)． 3）對獲取的問答數(shù)據(jù)根據(jù) CAN總線規(guī)范及先前用邏輯分析儀所獲取的數(shù)據(jù)含義表進行完整分析該系統(tǒng)的 CAN總線協(xié)議． 全文 基于AVR的CAN總線通信協(xié)議分析技術.pdf