使用逻辑分析仪排查CAN总线错误

MCU_Coder

本文介绍如何使用逻辑分析仪测量分析CAN总线信号，解决实际工作中碰到的常见CAN总线错误问题。
1.        CAN节点数据收发过程
CAN总线是双绞线，分别是CANH和CANL两根线。总线上的信号电平分为这两条线之间的差分电压。
隐形电平：两条线静态时均为2.5V左右，压差为0，此时状态表示为逻辑1，也被称作隐性。
显形电平：当两条线电压值出现差异时，通常CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V，压差2-3V时，此时状态表示为逻辑0，也称作显性。
CAN总线上的逻辑是“线与”的形式，显性电平可以覆盖隐性电平，因此0可以覆盖1。

CAN总线以“帧（Frame）”形式进行通信。帧的格式如下图：



2.        CAN总线物理层抓包
由于CAN信号是差分信号，在测试过程中需要将差分信号转换为TTL信号，然后进行测试。如下图，使用NXP TJA1050芯片，提供CAN PHY差分接收能力。
逻辑分析仪采用Saleae Logic16(https://www.saleae.com/)，将采样出来的实时数据送入电脑内存中，可以自动分析多种常用通信协议，包括CAN协议解析，直接得到分析数据。
   

3.        Saleae Logic16软件配置
Saleae Logic16软性可以从下面链接下载：https://www.saleae.com/downloads/
插上逻辑分析仪USB接口，打开Saleae Logic16软件，设置采样深度，采样频率，使用通道等配置。在Saleae Logic16中Analyzer选项增加CAN protocol协议。单击“Start”后就可以得到CAN Bus数据流。


4.        故障分析
通过Saleae Logic16抓取TJA 1050 PHY Rx脚的数据，并对数据进行CAN protocol协议分析。可以看到CAN波特率出现问题。由于波特率125K变为124K，导致CAN bus出现bit stuff error数据场填充错误。

If 5 zeros are sent in a row, CAN requires that a 1 be sent next. That extra bit will be thrown away by the receiver.
If 5 ones are sent in a row, CAN requires that a 0 be sent next. That extra bit will be thrown away by the receiver.

5.        CAN帧数据
将CAN波形转换为frame帧数据文本文件，可以看到NAK，表示发送节点没有收到其他节点回复的显性确认位，则被称为ACK 错误。

6.        总结
使用Saleae Logic16逻辑分析仪可以方便快捷从CAN PHY物理层定位网络通讯故障，是CAN总线开发测试的有效工具。

akey3000

不错，学习

tang_qianfeng

这是卖逻辑分析仪的吧

ywq

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