CAN总线故障诊断与解决(专家版）V002.pdf-资料库

Application Note CAN 总线故障诊断与解决（专家版）基于 CANScope-Pro 专业版分析仪 AN01010101 Date: 2013/03/30 V002 产品应用笔记类别关键词摘要内容 CAN 疑难杂症、解决方案、CANScope-Pro 本文的主要目的是指导 CAN 总线的研发与测试人员，排查 CAN 总线常见的故障，并且提出相应的解决方案广州致远电子股份有限公司

广州致远电子股份有限公司 CAN 总线故障诊断与解决（专家版）基于 CANScope-Pro 专业版目录 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 5.3 3.1 3.2 3.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 1. 前言 .......................................................................................................................... 1 2. 测试设备简介 .......................................................................................................... 2 CANScope 功能特点与型号分类 ........................................................................... 2 报文界面 .................................................................................................................. 4 示波器界面 .............................................................................................................. 5 波形界面 .................................................................................................................. 6 波形与报文联动观察界面 ....................................................................................... 6 CANStressZ 模拟信号测试扩展板 ......................................................................... 7 3. 排查步骤 1——测量波特率排查位定时异常节点 ............................................... 8 操作方法 .................................................................................................................. 8 典型案例（125K 的波特率偏差） ......................................................................... 8 解决方案 .................................................................................................................. 9 4. 排查步骤 2——总线工作状态“体检” ............................................................. 10 操作方法 ................................................................................................................ 10 典型案例（整改成果量化统计） ......................................................................... 11 解决方案 ................................................................................................................ 12 5. 排查步骤 3——流量分析与总线利用率排查传输堵塞 ..................................... 13 操作方法 ................................................................................................................ 13 典型案例（矿山瓦斯监测数据堵塞问题） ......................................................... 15 解决方案 ................................................................................................................ 15 6. 排查步骤 4——排查干扰导致的通讯异常 ......................................................... 16 操作方法 ................................................................................................................ 16 典型案例（新能源汽车的困惑） ......................................................................... 18 解决方案 ................................................................................................................ 20 7. 排查步骤 5——信号幅值质量排查长距离或非规范线缆导致异常 ................. 21 操作步骤 ................................................................................................................ 21 典型案例（煤矿长距离通讯问题） ..................................................................... 23 解决方案 ................................................................................................................ 24 8. 排查步骤 6——测量总线延迟排查延迟导致的通讯异常 ................................. 25 操作步骤 ................................................................................................................ 25 典型案例（高速铁路） ......................................................................................... 26 解决方案 ................................................................................................................ 27 9. 排查步骤 7——带宽测量排查导线是否匹配传输 ............................................. 28 操作方法 ................................................................................................................ 28 典型案例（门禁行业 CAN 通讯问题） .............................................................. 28 解决方案 ................................................................................................................ 30 10. 排查步骤 8——软件眼图追踪故障节点 ........................................................... 31 操作方法 ................................................................................................................ 31 11. 排查步骤 9——评估总线阻抗、感抗、容抗对信号质量的影响 .................... 38 操作步骤 ................................................................................................................ 38 12. 排查步骤 10——模拟调整总线阻抗匹配排查环境影响因素 ........................... 3 8.1 8.2 8.3 9.1 9.2 9.3 6.1 6.2 6.3 7.1 7.2 7.3 10.1 11.1 产品应用笔记 ©2012 Guangzhou ZLG MCU Technology Co., Ltd. 2

广州致远电子股份有限公司 CAN 总线故障诊断与解决（专家版）基于 CANScope-Pro 专业版 12.1 操作方法 .................................................................................................................. 3 13. 免责声明 ................................................................................................................ 5 产品应用笔记 ©2012 Guangzhou ZLG MCU Technology Co., Ltd. 3

广州致远电子股份有限公司 Tel：(020)28872450 http://www.zlg.cn 1. 前言撰写本文的主要目的是指导 CAN 总线的研发与测试人员，排查 CAN 总线常见的故障，并且提出相应的解决方案，弥补国内此类文章的空白。由于篇幅有限，如果读者还不熟悉 CAN 总线原理，请先阅读《项目驱动——CAN-bus 现场总线基础教程》。本文所有测试与分析都是基于广州致远电子股份有限公司生产的专业版 CAN 总线分析仪——CANScope-Pro。分析排查步骤与解决方案，为笔者数年 CAN 总线研发与现场支持的经验，按此步骤基本可以发现与解决 CAN 总线 95%以上的问题。若您有不解或者文章没有提及的，欢迎与我联系：Email：CANScope@zlg.cn 黄敏思（致远电子工业通讯市场经理）本文可用于 CAN 总线故障检测、常规检修、技术支持维护人员培训。若排查出故障节点，建议将故障节点单独取下，按另外一篇《CAN 节点及网络的测试与标定》的步骤来检查具体故障原因。产品应用笔记 ©2012 Guangzhou ZLG MCU Technology Co., Ltd. 1

广州致远电子股份有限公司 Tel：(020)28872450 http://www.zlg.cn 2. 测试设备简介 CANScope 分析仪是 CAN 总线开发与测试的专业工具，集海量存储示波器、网络分析仪、误码率分析仪、协议分析仪及可靠性测试工具于一身，并把各种仪器有机的整合和关连；重新定义 CAN 总线的开发测试方法，可对 CAN 网络通信正确性、可靠性、合理性进行多角度全方位的评估。如图所示。超长的波形存储、可靠的报文记录、精准的出错定位、实时的示波器显示、丰富的高层协议分析帮助用户快速定位故障节点，解决 CAN 总线应用的各种问题，是 CAN 总线开发测试的终极工具。图 2 为其测量原理。即将信号分为模拟通道和数字通道进行处理，然后再结合后存储。提供给上位机软件分析。 2.1 CANScope 功能特点与型号分类 1. 100MHz 示波器，实时显示总线状态，并且能进行 13000 帧波形的存储 2. 所有报文（包括错误帧）的记录、分析，全面把握报文信息 3. 强大的报文重播，精确重现总线错误 4. 强大的总线干扰与测试，有效测试总线抗干扰能力 5. 支持多种高层协议，图形化仿真各种仪表盘 6. 实用的事件标记，最大限度存储用户关心的波形 7. 从物理层、协议层、应用层对 CAN 总线进行多层次分析产品应用笔记 ©2012 Guangzhou ZLG MCU Technology Co., Ltd. 2

广州致远电子股份有限公司 Tel：(020)28872450 http://www.zlg.cn 8. 支持软硬件眼图，辅助评估总线质量，并且能通过眼图准确定位问题节点表 1 CANScope 分类模块功能项 CANScope-standard CANScope-Pro 测量通道通信接口示波器采样率示波器存储容量波形存储容量波形记录个数模拟带宽垂直测量范围实时示波器报文接收 1 个 480Mbps 100M 2K 512M 13000 个 60MHz 1V-50V 支持支持支持报文发送支持任意序列发送终端电阻开关支持自动侦测波特率支持硬件眼图网络分析模拟干扰数字干扰事件标记对称性测试支持不支持不支持不支持不支持支持不支持终端电阻可调网络负载电容可调不支持 SDK 开放帧统计流量分析总线利用率报文重播支持支持支持支持支持高层协议分析支持自定义协议分析支持网络共享支持支持虚拟硬件软件眼图不支持硬件基本功能硬件扩展功能软件功能 1 个 480Mbps 100M 8K 512M 13000 个 60MHz 1V-50V 支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持产品应用笔记 ©2012 Guangzhou ZLG MCU Technology Co., Ltd. 3

广州致远电子股份有限公司 Tel：(020)28872450 http://www.zlg.cn 软件主界面如图所示。分别为报文串口，实时波形窗口，记录波形窗口，眼图窗口。所以 CANScope 相当于 CAN 接口卡、示波器、逻辑分析仪三者合一的综合分析仪器，能解决 CAN 总线绝大部分的问题。 2.2 报文界面 CANSCOPE 的 CAN 报文界面可以容纳无数个 CAN 帧，只要您的 PC 内存足够大，就可以一直保存下去，并且有导出功能。这个 CAN 报文界面与那些带控制器的设备（比如 USBCAN）不同，它可以实时捕获总线错误状态，就是说可以记录错误帧。比如在“状态” 栏里面输入“错误”即可以将所有错误帧筛选出来。并可以很方便地进行报文发送（重播）。另外还有一个重要的选项，就是总线应答，如果不勾选，则 CANSCOPE 是作为一台只听设备，不会应答总线上的报文，如果勾选，则 CANSCOPE 能作为一台标准的 CAN 节点工作，可以发送数据。产品应用笔记 ©2012 Guangzhou ZLG MCU Technology Co., Ltd. 4

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