在CAN總線實(shí)際應(yīng)用中,“PC與CAN總線的實(shí)時(shí)連接”“數(shù)據(jù)高精度解析”“抗干擾穩(wěn)定運(yùn)行”是三大核心痛點(diǎn):汽車電子場景需實(shí)時(shí)讀取ECU參數(shù)并診斷故障,工業(yè)控制場景需測試PLC與變頻器的通訊穩(wěn)定性,而傳統(tǒng)設(shè)備要么存在數(shù)據(jù)延遲,要么抗干擾能力不足。
USBCAN分析儀則可以通過硬件性能與軟件功能,精準(zhǔn)解決這些痛點(diǎn)——其集成2路獨(dú)立CAN接口,支持3000VDCUSB/CAN雙重電氣隔離,CAN端接收報(bào)文時(shí)間戳精度達(dá)1μs,搭配配套GCANTools軟件的總線診斷、OBD-II解析、CANopen主站等功能,已成為汽車電子調(diào)試、工業(yè)設(shè)備通訊測試的標(biāo)準(zhǔn)化工具。
一、USBCAN-IIPro+分析儀的核心作用
USBCAN-IIPro+的核心價(jià)值在于“打通USB與CAN總線的雙向數(shù)據(jù)通道,兼顧實(shí)時(shí)交互與總線診斷”,具體功能可概括為5點(diǎn):
1、高速USB-CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換:
兼容USB2.0全速規(guī)范(兼容USB1.1/3.0),集成2路獨(dú)立CAN接口,支持CAN2.0A/B幀格式(符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn)),單通道最高接收速率8000fps,接收緩沖區(qū)容量10000幀/通道,確保海量數(shù)據(jù)不丟失;
2、工業(yè)級抗干擾設(shè)計(jì):
USB與CAN接口均具備3000VDC電氣隔離,靜電放電抗擾度達(dá)±8KV(空氣放電),電快速瞬變脈沖群抗擾度±2KV(CAN接口),適應(yīng)-40℃~+85℃寬溫環(huán)境,滿足工業(yè)車間、汽車維修等惡劣場景;
3、全流程總線診斷:
配套GCANTools軟件支持波特率自動識別(5K~1Mbps全范圍)、錯誤幀捕獲(飄紅顯示)、總線負(fù)載率監(jiān)控,還可通過DBC解析、曲線顯示功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)深度分析;
4、行業(yè)專屬功能:
內(nèi)置OBD-II協(xié)議解析(支持ISO15765協(xié)議,僅CAN1通道)、CANopen主站功能(NMT/SYNC/PDO/SDO),無需額外硬件即可適配汽車、工業(yè)伺服控制場景;
5、靈活配置與開發(fā):
支持硬件撥碼(波特率、終端電阻)與軟件配置(濾波規(guī)則、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)),提供ECANVCI動態(tài)庫及C#/LabVIEW/Python等多語言開發(fā)例程,兼容Windows/Linux系統(tǒng)。
二、典型應(yīng)用場景
1、汽車電子:OBD-II故障診斷與ECU數(shù)據(jù)采集
汽車維修或研發(fā)中,需讀取發(fā)動機(jī)ECU的實(shí)時(shí)參數(shù)(轉(zhuǎn)速、水溫、節(jié)氣門開度)及故障碼,驗(yàn)證儀表盤數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,傳統(tǒng)專用診斷儀成本高且靈活性差,而USBCAN分析儀可通過OBD-II功能實(shí)現(xiàn)低成本替代。
USBCAN-IIPro+接口卡集成1路USB接口、一路9-24VDC輔助電源接口及2路標(biāo)準(zhǔn)CAN-bus接口。CAN-bus接口由1個(gè)6Pin插拔式接線端子引出,可以用于連接2個(gè)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)或者CAN-bus接口的設(shè)備。
USBCAN-IIPro+各接口位置及定義如圖2.1、圖2.2及表2.1、表2.2所示。
圖2.1 USB及輔助電源接口位置
端口 | 名稱 | 功能 |
9-24V DC | 9-24V DC | 輔助供電,脫機(jī)模式或供電不足時(shí)使用,一般不需要接 |
USB | USB | USBCAN供電,與電腦連接 |
表2.1 USB及輔助電源接口定義
圖2.3 CAN-bus接口位置
表2.2 USBCAN-IIPro+接口卡的CAN-bus信號分配
注:除了內(nèi)置外終端電阻外,隨貨贈送2個(gè)120歐姆的電阻,可按需使用。
驅(qū)動與軟件安裝:登錄Windows管理員賬戶,安裝GCANTools軟件(含驅(qū)動打包安裝),設(shè)備管理器中顯示“GCANUSBCANDevice”即驅(qū)動正常;
OBD-II數(shù)據(jù)讀?。?/p>
用戶可以使用GCANTools軟件的汽車信號解析功能。使用該設(shè)備接入汽車OBD接口即可將汽車內(nèi)部部分傳感器的實(shí)際數(shù)值解析出來,信號解析功能僅支持家用汽油車ISO15765協(xié)議。車速、轉(zhuǎn)速、水溫可通過軟件儀表盤顯示。
GCANTools軟件還可以讀取、解析、清除汽車的故障碼,解析ISO15765協(xié)議中規(guī)定的汽車傳感器數(shù)據(jù),包括:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、車輛速度、電壓、進(jìn)氣歧管壓力、進(jìn)氣溫度、空氣流速、節(jié)氣門位置、氧傳感器電壓、燃油壓力等。并且以上這些數(shù)據(jù)的數(shù)值變化可以實(shí)時(shí)保存在電腦中。
2.工業(yè)控制:PLC-CAN總線通訊測試與跨波特率中繼
工業(yè)車間中,PLC與變頻器通過CAN總線組成控制網(wǎng)絡(luò),新設(shè)備上線前需測試通訊穩(wěn)定性(如幀丟失、響應(yīng)延遲);若存在兩條不同波特率的CAN總線,需實(shí)現(xiàn)跨波特率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),避免總線沖突。
通訊穩(wěn)定性測試
總線拓?fù)浯罱ǎ喊磮D2.3(CAN-bus網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)),將USBCAN-IIPro+的CAN2接口接入PLCCAN總線,總線首尾兩端(PLC與分析儀)啟用120Ω終端電阻(分析儀CAN2終端電阻R2撥至ON);若總線長度超過250m(250Kbps波特率),需按表2.3(波特率與最大總線長度)選用截面積≥1.0mm2的屏蔽雙絞線;
圖2.3 CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
表2.3波特率與最大總線長度參照表
自發(fā)自收測試:打開GCANTools軟件,在“設(shè)備設(shè)置”界面選擇CAN2通道,設(shè)置波特率250Kbps(與PLC匹配),工作模式設(shè)為“自發(fā)自收”;編輯測試幀(ID0x123,數(shù)據(jù)01020304,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀),點(diǎn)擊“發(fā)送”后觀察接收窗口,若接收幀與發(fā)送幀完全一致且無飄紅錯誤幀,說明通訊正常;若出現(xiàn)“總線錯誤”,通過“總線診斷”功能查詢錯誤計(jì)數(shù),排查接線或終端電阻。
跨波特率中繼配置
中繼模式設(shè)置:在GCANTools“工作模式”界面選擇“普通中繼模式(Gateway)”,設(shè)置CAN1波特率250Kbps(PLC總線)、CAN2波特率500Kbps(變頻器總線),勾選“濾波器使能”(最多支持12組CAN-ID濾波);
脫機(jī)運(yùn)行與監(jiān)控:點(diǎn)擊“寫設(shè)置”后重啟設(shè)備,分析儀進(jìn)入脫機(jī)中繼模式(無需連接PC);若需監(jiān)控轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),勾選“USB接收數(shù)據(jù)”,在接收窗口查看數(shù)據(jù)流向(標(biāo)注“CAN1→CAN2”或“CAN2→CAN1”),確保無數(shù)據(jù)丟失。
三、系統(tǒng)組成及功能
工業(yè)車間中,PLC與變頻器通過CAN總線組成控制網(wǎng)絡(luò),新設(shè)備上線前需測試通訊穩(wěn)定性(如幀丟失、響應(yīng)延遲);若存在兩條不同波特率的CAN總線,需實(shí)現(xiàn)跨波特率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),避免總線沖突。
四、常見問題
問題1:“打開設(shè)備錯誤”?→檢查設(shè)備類型選擇是否正確(如選“USBCAN-II-V5”)、驅(qū)動是否正常(設(shè)備管理器無黃色嘆號);
問題2:總線無數(shù)據(jù)?→確認(rèn)波特率與目標(biāo)設(shè)備一致(可通過“自動識別波特率”功能)、終端電阻已啟用;
問題3:系統(tǒng)待機(jī)后數(shù)據(jù)丟失?→禁止PC待機(jī)/睡眠功能,避免接收緩沖區(qū)溢出。
總結(jié)
USBCAN-IIPro+分析儀憑借工業(yè)級硬件性能與全功能配套軟件,可精準(zhǔn)解決汽車電子診斷、工業(yè)設(shè)備測試的核心需求。其依托清晰的接口定義、CAN總線拓?fù)渲敢败浖梢暬僮鹘缑?,能大幅降低操作門檻,確保接線與參數(shù)配置的準(zhǔn)確性;而雙通道獨(dú)立隔離、跨波特率中繼、CANopen主站等核心功能,無需額外搭配硬件即可覆蓋汽車、工業(yè)等多場景應(yīng)用,顯著減少用戶的設(shè)備投入與運(yùn)維成本。
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原文標(biāo)題:廣成科技USBCAN-II Pro+工業(yè)級USB-CAN分析儀在汽車電子、工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用案例
文章出處:【微信號:gccanzx,微信公眾號:廣成工控】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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