CAN總線錯誤分析與解決

CAN節(jié)點數(shù)據(jù)收發(fā)過程

我們知道，CAN總線上的每個節(jié)點往總線上發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，會讀取總線上的數(shù)據(jù)，并與自己發(fā)送的數(shù)據(jù)作對比。

CAN信息發(fā)送成功后，在這個間隙內(nèi)，接收節(jié)點可以準備要回復的信息，也就是把應答場填充為顯性0，在發(fā)送時其為隱性1。

應答過程可能如下：當信息傳輸?shù)?a target="_blank">ACK前的Del時，可以認為信息已經(jīng)傳輸完畢，接收節(jié)點也接收到了足夠的信息來檢測接收的信息是否正確。

這時接收節(jié)點就會檢測信號是否正確，如果正確，就將ACK置位為顯性0，注意這時，發(fā)送節(jié)點因為還在發(fā)送而接收節(jié)點又將ACK信息置位為1，所以它就會在回讀時檢測到ACK為0，判斷接收成功。

注意?：這其中有個接收節(jié)點用顯性覆蓋隱性---覆蓋ACK位的過程,覆蓋+回讀。

ACK前后各加一個Del，就是為了考慮到時間誤差，讓接收節(jié)點有足夠的時間對ACK確認。這個過程說明，CAN發(fā)送是個雙向互動的過程，發(fā)送節(jié)點一邊發(fā)送，一邊對節(jié)點進行回收確認數(shù)據(jù)正確，而接收節(jié)點也時刻接收，并在正確的時間將ACK設置為1。

CAN總線錯誤

CAN總線錯誤分別有發(fā)送和接收錯誤計數(shù)，計數(shù)達到一定的累計以后就會產(chǎn)生CAN BUS OFF, 這說明CAN總線上出現(xiàn)了嚴重的錯誤。

如下圖CAN總線產(chǎn)生錯誤后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制：

如果出現(xiàn)了BUS OFF，總線上的節(jié)點需要做一些動作，例如重啟CAN控制器或是重新上電，但是這些都只是一些補救措施，最根本的還是需要找到引起B(yǎng)US OFF的根源。

CAN總線分析的一些工具和文檔：

CAN分析儀或者邏輯分析儀

數(shù)字示波器

相關的軟件debug工具

CAN控制器芯片數(shù)據(jù)手冊

硬件電路圖

CAN協(xié)議文檔

CAN節(jié)點發(fā)送錯誤不成功

掛載在CAN總線上的一個節(jié)點向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)不成功，用邏輯分析儀也看不到任何波形。

下面具體來看看怎么不成功。于是調(diào)試中斷查看 CAN_STATUS 即 CAN狀態(tài)寄存器顯示 0xE5, 查看CPU數(shù)據(jù)手冊：

CAN總線狀態(tài)直接進入了BUS OFF狀態(tài)，這意味著錯誤計數(shù)已經(jīng)超限，查看CPU收發(fā)寄存器的收發(fā)錯誤計數(shù)顯示發(fā)送錯誤計數(shù)TEC達到248, 接收錯誤計數(shù)為0。這很明顯，數(shù)據(jù)壓根沒有發(fā)送到總線上。

再進一步查看寄存器值LEC即LAST ERROR CODE 最后一個錯誤代碼, 顯示是BIT0 ERROR。

查看上面的錯誤代碼表可知，BIT0 錯誤也就是在發(fā)送數(shù)據(jù)期間，雖然CAN節(jié)點設備想要發(fā)送一個顯性位，也就是邏輯0，但是CAN總線同時監(jiān)聽到總線上的數(shù)據(jù)位為隱性位，即邏輯1。

這意味著CAN core往總線上發(fā)送的數(shù)據(jù)第一位就已經(jīng)出錯了，壓根沒有將數(shù)據(jù)經(jīng)過CAN收發(fā)器傳送到CAN總線上。

由于是新的CPU的開發(fā)所以在懷疑硬件的問題的同時也在排查軟件問題，但是經(jīng)過一陣排查，沒有發(fā)現(xiàn)軟件上的問題?；仡^再分析硬件，又經(jīng)過一陣排查溯源，發(fā)現(xiàn) CPU 的 CAN 收發(fā)線與 CAN 收發(fā)器的收發(fā)線接反了。

總結(jié)

CAN節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)不成功，首先分析是不是CAN控制器本身的問題，查看CPU中的CAN core的狀態(tài)寄存器，分析是否有BUS OFF, 如果存在BUS OFF, 則進一步查看具體的錯誤信息。

是主動的錯誤還是被動的錯，發(fā)送錯誤計數(shù)有沒有超限，最后一次發(fā)生的錯誤狀態(tài)是什么，查看是位填充錯誤還是格式錯誤等其他錯誤，然后具體問題具體分析。

　　審核編輯：湯梓紅