USBCAN-II Pro

Size: px

Start display at page:

Download "USBCAN-II Pro"

婴优王
4 years ago
Views:

1 USBCAN-I OBD 工业级 USB-CAN 转换器用户手册文档版本 :V3.01 (2015/04/22)

2 修订历史版本日期原因 V /6/16 创建文档 V /12/20 修正设备工作参数 V /04/22 添加部分参数 2

3 目录 1. 功能简介功能概述性能特点典型应用设备安装驱动及软件安装与 PC 连接 CAN 总线连接设备使用 USB 连接 CAN 连接 CAN 总线终端电阻系统状态指示灯 ECAN Tools 软件使用软件启动数据收发总线分析功能其他功能二次开发技术规格常见问题附录 CAN2.0B 协议帧格式销售与服务

4 1. 功能简介 1.1 功能概述 USBCAN-I OBD 是集成 1 路 CAN 接口的便携式 CAN-bus 总线通讯接口卡该型号 CAN 卡是我公司专为汽车电子开发或汽车故障诊断用户设计, 使用 USBCAN-I OBD 便携式 CAN 接口卡,PC 可以通过 USB 接口快速连接至汽车 OBD 接口中的 CAN-bus 网络, 使 PC 可以构成汽车 CAN-bus 网络中数据处理数据采集的 CAN-bus 网络控制节点 USBCAN-I OBD 便携式 CAN 接口卡是 CAN-bus 产品开发 CAN-bus 数据分析的强大工具 ; 同时具有体积小巧即插即用等特点, 也是便携式系统用户的最佳选择 USBCAN-I OBD 接口卡上自带 USB 连接线缆, 集成 CAN 接口电气隔离保护模块, 使其避免由于瞬间过流 / 过压而对设备造成损坏, 增强系统在恶劣环境中使用的可靠性 USBCAN-I OBD 便携式 CAN 接口卡支持 Win2000/XP/Win7/Win8 等 32 位 /64 位操作系统我公司为用户提供统一的应用程序编程接口和完整的应用示范代码, 含 VC VB Net Delphi Labview 和 C++Builder 等开发例程示范, 方便用户进行应用程序开发 USBCAN-I OBD 接口卡可使用我公司自主开发的 ECAN Tools 通用测试软件, 可执行 CAN-bus 报文的收发和监测等功能 1.2 性能特点 PC 接口符合 USB2.0 全速规范, 兼容 USB1.1; 集成 1 路 CAN-bus 接口,OBD II 接口方式 ; 支持 CAN2.0A 和 CAN2.0B 帧格式, 符合 ISO/DIS 规范 ; CAN-bus 通讯波特率在 5Kbps~1Mbps 之间任意可编程 ; 使用 USB 总线电源供电 (DC+5V,200mA); CAN-bus 接口采用电气隔离, 隔离模块绝缘电压 :DC 1000V; 最高接收数据流量 :14000 fps; CAN 端接收报文时间戳精度可达 1us; 支持 Win2000 WinXP Win7 Win8 等 Windows 操作系统 ; 支持 ECAN Tools 测试软件 ; 工作温度范围 :-40 ~+85 ; 尺寸 :( 长 )88mm * ( 宽 )43mm * ( 高 )22mm, 线长 1.5m 1.3 典型应用 CAN-bus 网络诊断与测试汽车电子应用 OBD 设备开发整车诊断 ECU 模拟 4

5 2. 设备安装本章介绍了 USB-CAN 接口卡与电脑连接的方法及初次使用电脑连接 USB-CAN 接口卡时的注意事项 2.1 驱动及软件安装驱动及软件安装之前, 请用户确保自己登陆 windows 的账户是超级管理员, 或用户账户有安装驱动及软件的相关权限, 否则可能导致安装失败确认 windows 账户权限的方法 : 控制面板 - 用户账户驱动及软件安装用户可以通过直接安装 ECAN Tools 软件的方式, 完成驱动及软件的打包安装如需手动安装驱动, 请进入光盘中的 driver 文件夹, 选择与系统对应 (32/64 位 ) 的安装文件 (DriverSetup.exe/DriverSetup64.exe) 进行手动安装驱动及软件卸载用户可以通过运行上方 DriverSetup.exe/DriverSetup64.exe 后点击卸载按钮卸载安装好的设备驱动用户可通过添加 / 删除程序中找到 ECAN Tools 软件对其进行卸载 2.2 与 PC 连接 USBCAN-I OBD 接口卡具有即插即用的特点, 因此用户可以使用 PC 机的 USB 接口直接向 USBCAN-I OBD 接口卡供电 ; 若 USB 供电不足, 则需选用外部电源供电方式 ( 仅 USBCAN-II Pro 支持外部供电方式 ) USB 总线供电模式 USB 总线供电模式适合于大多数应用场合, 例如, 当 USBCAN-I OBD 接口卡是 USB 端口连接的唯一设备时将 PC 与 USBCAN-I OBD 接口卡的 USB 端直接与电脑的 USB 接口连接, 由 USB 接口向 USBCAN-I OBD 接口卡提供 +5V 电源 ; 此时, 两个指示灯都点亮, 随后一个熄灭, 表示设备工作正常且处于待连接状态外部电源供电模式 ( 仅 USBCAN-II Pro 支持 ) 外部电源供电模式适合于 PC 机使用了 USB 总线集线器 (HUB), 或者已经连接了多个 USB 终端设备, 而导致 USB 端口不能够向 USBCAN-I OBD 接口卡提供足够电流的场合此时可使用我公司 USBCAN-II Pro 设备, 通过外部电源 (DC+5V,200mA) 连接到 USBCAN-II Pro 接口卡的 DC5V 电源插座, 此时指示灯 PWR SYS 点亮 ; 然后将 PC 与 USBCAN-II Pro 接口卡通过随机附带的 USB 电缆连接,USBCAN-II Pro 接口卡即可正常工作 2.3 CAN 总线连接 USBCAN-I OBD 接口卡集成 1 路 CAN 通道, 由 1 个 OBD II 接口引出, 可以用于连接 CAN-bus 网络或者 CAN-bus 接口的设备接线端子的引脚定义如表 2.1 所 5

6 示引脚端口名称功能 6 CAN_H CAN_H 信号线 14 OBD II CAN_L CAN_L 信号线其他 NC 无连接表 2.1 USBCAN-I OBD 接口卡的 CAN-bus 信号分配实际使用中, 大多数情况仅需将 CAN_H 与总线 CAN_H 相连,CAN_L 与总线 CAN_L 相连即可实现通信 6

7 3. 设备使用 3.1 USB 连接 USBCAN-I OBD 接口卡的 USB 接口符合 USB2.0 全速协议规范, 可以与具有 USB1.1 标准或 USB2.0 标准的 PC 机连接通讯 USBCAN-I OBD 接口卡与 PC 通过设备自身的 USB 电缆直接连接 PC 的 USB 接口, 由 PC 的 USB 接口向 USBCAN-I OBD 接口卡提供 +5V 电源, 采用总线直接供电模式驱动软件正常安装后, 将设备插入 PC 的 USB 接口, 即可在 PC 设备管理器中发现新 USBCAN 设备, 驱动名称 : GC-Tech USBCAN Device, 如无黄色叹号或问号即表示设备驱动正常,USBCAN 设备已与 PC 正常连接 3.2 CAN 连接 USBCAN-I OBD 接入 CAN 总线连接方式如 2.3 中介绍, 将 CAN_H 连 CAN_H, CAN_L 连 CAN_L, 或直接将插头插入汽车 OBD 接口中即可建立通信 CAN-bus 网络采用直线拓扑结构, 总线最远的 2 个终端需要安装 120Ω 的终端电阻 ; 如果节点数目大于 2, 中间节点不需要安装 120Ω 的终端电阻对于分支连接, 其长度不应超过 3 米 CAN-bus 总线的连接见图 3.1 所示图 3.1 CAN-bus 网络的拓扑结构注意 :CAN-bus 电缆可以使用普通双绞线屏蔽双绞线理论最大通信距离主要取决于总线波特率, 最大总线长度和波特率关系详见表 3.1 若通讯距离超过 1Km, 应保证线的截面积大于 Φ1.0mm 2, 具体规格应根据距离而定, 常规是随距离的加长而适当加大波特率总线长度 1 Mbit/s 40m 500 kbit/s 110m 250 kbit/s 240m 125 kbit/s 500m 50 kbit/s 1.3km 20 kbit/s 3.3km 10 kbit/s 6.6km 7

8 3.3 CAN 总线终端电阻 5 kbit/s 13km 表 3.1 波特率与最大总线长度参照表为了增强 CAN 通讯的可靠性, 消除 CAN 总线终端信号反射干扰,CAN 总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻, 如图 3.2 所示终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定例如双绞线的特性阻抗为 120Ω, 则总线上的两个端点也应集成 120Ω 终端电阻 USBCAN-I OBD 接口卡采用 82C251 收发器, 如果网络上其他节点使用不同的收发器, 则终端电阻须另外计算图 3.2 USBCAN 与其他 CAN 节点设备连接注意 :USBCAN-I OBD 内部未集成 120Ω 终端电阻, 如需在此节点增加终端电阻, 则需在连接线上集成终端电阻即可 3.4 系统状态指示灯 USBCAN-I OBD 接口卡具有 1 个双色指示灯用来指示设备的运行状态这个指示灯的具体指示功能见表 3.2, 这个指示灯处于各种状态下时,CAN 总线的状态如表 3.3 所示指示灯颜色指示状态 SYS 红 / 绿电源指示及系统数据指示表 3.2 USBCAN-I OBD 接口卡指示灯 USBCAN-I OBD 接口卡上电后,SYS 灯点亮且处于红色, 表示设备供电正常, 且处于初始化状态 ; 当电脑识别到 USBCAN 设备后会自动加载其驱动, 加载完毕后指示灯会变成绿色 USB 接口连接正常后, 软件打开设备后,SYS 灯会慢闪, 当 USB 总线有数据在传输时,USB 信号指示灯 SYS 会快速闪烁指示灯状态指示状态红电源供电正常, 系统初始化绿设备驱动正常, 等待连接 SYS 慢闪设备与软件正常连接快闪 CAN 总线有数据收发表 3.3 USBCAN-I OBD 接口卡指示灯状态 8

4. ECAN Tools 软件使用 ECAN Tools 软件是我公司针对 windows 平台开发的专用调试分析软件, 使用该软件, 用户可以直观, 快速的进行 CAN 总线数据收发软件极易使用且扩展功能非常丰富, 用户可以很快上手使用 4.1 软件启动 1. 如用户已安装 ECAN Tools 软件, 可以通过双击桌面上的 ECAN Tools 图标打开软件 2.

9 4. ECAN Tools 软件使用 ECAN Tools 软件是我公司针对 windows 平台开发的专用调试分析软件, 使用该软件, 用户可以直观, 快速的进行 CAN 总线数据收发软件极易使用且扩展功能非常丰富, 用户可以很快上手使用 4.1 软件启动 1. 如用户已安装 ECAN Tools 软件, 可以通过双击桌面上的 ECAN Tools 图标打开软件 2. 选择对应的设备类型后, 点击打开设备即可在设备列表中出现已经插入电脑 USB 接口的 CAN 设备 3. 选择工作模式软件提供 3 种工作模式可选 : 正常模式只听模式自发自收模式正常模式用于正常使用软件数据收发 ; 只听模式用于监听总线且不可发送数据,USBCAN 设备不作为 CAN 总线节点, 不发送应答和时钟信号 ; 自发自收模式用于测试 USBCAN 设备 CAN 通信是否正常 4. 选择波特率用户需要按实际接入的总线的波特率进行设置, 如波特率与总线不匹配, 则无法正常通信, 甚至干扰总线如需自定义波特率, 请与我公司联系当用户并不知道总线波特率时, 也可使用自动识别波特率功能进行扫描 9

FIFO 溢出 : 某一段时间内的总线报文过于密集, 导致 USBCAN 来不及接收, 发生报文丢失 CAN 控制器错误报警 : 总线发生多次发送错误或接收错误, 错误计数器超出报警阈值, 并能显示错误计数值 CAN 控制器消极错误 :

10 4.2 数据收发接收和发送界面是 ECAN Tools 的主要功能, 在此界面, 用户可以直观的看到接收到的 CAN 报文, 以及通过普通发送或列表发送的方式, 向总线上发送数据 4.3 总线分析功能具有总线诊断功能, 可以检测到总线错误帧以及总线仲裁丢失位, 实现了比较全面的 CAN 总线分析 CAN 总线状态显示 : 指示当前 CAN 总线状态包括 : 总线正常被动错误主动错误总线挂起 CAN 控制器内部 FIFO 溢出 : 某一段时间内的总线报文过于密集, 导致 USBCAN 来不及接收, 发生报文丢失 CAN 控制器错误报警 : 总线发生多次发送错误或接收错误, 错误计数器超出报警阈值, 并能显示错误计数值 CAN 控制器消极错误 : 总线发生多次发送错误或接收错误, 导致 CAN 控制器进入错误消极状态, 并能显示错误计数值 CAN 控制器仲裁丢失 : 本节点与其他设备在竞争总线时失败, 待发报文将在下一次总线空闲时尝试发送, 能捕捉到相应的错误位信息并显示出来 CAN 控制器总线错误 : 总线发生一次发送错误或接收错误, 错误计数器的 10

11 值将累加, 并能捕捉错误的位信息, 比如 ACK CRC 位界定错误信息 CAN 数据缓冲区溢出 : 由于一段时间未与 PC 交换数据, 导致设备存储的报文数目超出硬件容量限制, 新接收的报文将覆盖最早的报文 4.4 其他功能 ECAN Tools 软件扩展功能极为丰富, 且都很方便易用, 灵活运用这些扩展功能可以帮助用户方便快速的分析数据保存数据 / 实时保存 : 可保存接收列表, 保存格式有 :txt can excel 二进制暂停显示 : 可暂停接收列表的滚动显示模式 : 可选滚动模式和列表模式, 列表模式可按规则将数据实时分类清除 : 可清除当前接收列表中的数据滤波设置 : 通过编辑滤波 ID 的方式, 实现多段滤波高级屏蔽 : 通过屏蔽 ID 的方式, 不显示已屏蔽的 ID 显示错误帧 : 可显示 / 隐藏总线上的错误帧 11

12 5. 二次开发我公司为二次开发的用户提供标准的接口函数库, 包括 :ECANVCI.h ECANVCI.lib ECANVCI.dll 该接口函数库均为标准格式, 用户可以在 VC VB 等编程环境中, 对这些接口函数声明调用, 具体使用方法详见 ECAN 动态库使用手册图 5.1 为常用结构体名称及函数库调用流程图 5.1 二次开发流程 12

13 6. 技术规格连接方式 PC 端 CAN 端接口特点 USB 接口 CAN 接口 CAN 波特率电气隔离 CAN 终端电阻 USB 接口,A 类型 OBD II 接口 USB2.0 全速接口, 兼容 USB1.1 遵循 ISO 标准, 支持 CAN2.0A/B 5Kbit/s~1Mbit/s 1000V,DC-DC 未集成供电电源供电电压 +5V DC (USB 接口 ) 供电电流最大 200mA 环境试验工作温度 -40 ~+85 工作湿度 15%~90%RH, 无凝露 EMC 测试 EN 55024: EN 55022: 防护等级 IP 20 基本信息外形尺寸 88mm *43mm *22mm, 线长 1.5m 重量 100g 13

14 7. 常见问题 1. 在 ECAN Tools 测试软件中, 为何显示打开设备错误? 可能产生此类故障的原因是 : 设备类型选择不正确或 USBCAN 设备驱动没有正常安装在 PC 的设备管理器中检查 USBCAN 设备属性, 看看有没有! 或? 在 USBCAN 设备前面 ; 若有, 则检查硬件 / 软件冲突, 并重新安装 USBCAN 设备驱动程序 2. 是否一定需要使用 120Ω 终端匹配电阻? 建议 120Ω 终端匹配电阻用于吸收端点反射, 提供稳定的物理链路当进行单节点的自发自收测试时必须连接该 120Ω 的终端电阻构成回路, 否则无法进行自发自收测试 USBCAN 高性能 CAN 接口卡内部已经连接有 120Ω 的终端电阻 3. 一台计算机能否安装多块 USBCAN 接口卡? 旧版的接口不支持多卡同时操作, 但是目前的 USBCAN 接口卡, 支持多达 8 个同一型号的 PC-CAN 接口卡同时操作 4. USBCAN-I OBD 接口卡最高的数据转换率是多少? USBCAN 接口卡的单一 CAN 通道最高支持 8000 fps 的 CAN 总线数据转换, 这里提到的帧是指标准帧 8 个数据的数据帧, 如果是小于 8 字节数据或者远程帧可能会更快另外, 最高数据流量会受 PC 性能的限制 5. 为何 CAN 状态指示灯不亮? 因为 USBCAN 接口卡的所有操作是受 PC 机控制的, 只有 PC 机发送了启动 CAN 通讯的命令后,CAN 状态指示灯才会有意义 6. 为何调用接口函数时系统非法操作? 首先在使用接口函数时请认真阅读函数说明, 保证输入参数合法, 特别注意指针 ( 地址 ) 的传递, 或参照提供的例子程序, 倘若问题还是未能解决, 可联系我们的技术支持 7. PC-CAN 接口卡的通讯波特率如何设置? 提供一组常用的波特率的设置值, 若要使用其他的波特率, 请参照 CAN-bus 通用测试软件及接口函数库使用手册自行计算需要注意 :USBCAN 接口卡的 CAN 控制器使 24MHz 时钟, 用户自定义波特率时要根据该时钟频率进行计算 8. 系统进入待机或睡眠状态是否影响接收? 会有影响这时所有处理将停止, 最大可能导致硬件接收缓冲溢出错误若有程序打开设备将尝试阻止系统进入待机或睡眠状态, 从而保证系统正常工作使用 USBCAN 接口卡时, 请禁止系统的待机和睡眠功能 9. 如何处理应用中的错误? 错误主要分为函数调用错误和 CAN-bus 通讯错误两种函数调用错误一般由参数错误引起, 如 : 设备号超出范围, 类型号错误等, 用 Win32 函数 GetLastError 返回的错误号是 87, 还有的是对未打开的设备进行操作, 实际是对一个非法句柄操作, 根据具体函数调用情况都有相应的 Win32 标准错误码提供, 用户可以使用 GetLastError 进行错误分析, 这部分除错工作一般应该在设计时完成 14

15 对于 CAN-bus 通讯错误, 一般由 CAN 网络引起, 也可能因用户设置不当而引起, 如 : 波特率设置不一致没有启动 CAN 控制器便调用发送函数等大部分错误已经在设备驱动中作了简单的处理, 如果要进行更深层次的错误分析和处理, 可以调用 ReadCANStatus 函数另外需要注意的是数据溢出中断错误, 它的产生有两种可能 :(1) 软件接收缓区冲溢出这说明应用程序无法及时处理接收到的数据, 这时用户应该优化应用程序或更改通讯策略 (2) 硬件接收缓冲区溢出产生这种错误是由于接收端 PC 中断延迟太大而引起的只能通过提升计算机性能或协调其余节点适当降低发送速度来解决 10. 打开关闭设备要注意哪些事项? USBCAN-I OBD 接口卡提供 1 个 CAN 端口, 用户能够在同一程序中操作不同的端口 USBCAN-I OBD 接口卡不允许共享方式打开设备, 同一个设备不可被不同进程通过调用 OpenDevice 函数多次打开 OpenDevice 和 CloseDevice 函数一般在应用程序初始化和退出时只需要调用一次当关闭设备时若能当前端口不再使用, 应该先调用 ResetCAN 函数使当前端口脱离 CAN 总线, 设备驱动程序只会在最后一个设备句柄关闭时才自动调用 ResetCAN 退出 CAN 总线的连接 11. 如何使用中断方式操作通讯卡? USBCAN 接口卡不提供直接操作中断的接口, 因为中断已经在驱动程序中处理了需要在应用程序中操作中断的多数原因是 : 程序不知道数据何时能到达设备, 需要得到一个接收消息的触发才能从缓冲读取数据解决这个问题的一般手段是使用多线程 ( 或多任务 ) 即启动一个新的线程, 在线程中循环调用 Receive 函数来查询接收缓冲 Receive 内部已实现了阻塞机制, 在缓冲里没有数据时会挂起调用线程, 这时不会占用 CPU 的时间, 应用程序仍然可以处理其他事务 12. 如何更好的使用 Transmit 发送函数? USBCAN 接口卡的驱动提供约 128 帧发送缓冲 FIFO, 每次 Transmit 调用最多发送约 128 帧数据发送设备的发送速度由当前计算机软硬件性能决定, 一般连续发送速度在 2000 fps 左右 ( 标准数据帧 11Bytes,1Mbps), 若发送速度过快将有可能使远端接收设备数据溢出而失去响应, 这样用户可在应用编程中适当添加延时以降低发送速度发送过程中每一帧都有超时限制, 单帧发送时超时时间约 2 秒, 一次发送多帧时最后一帧发送超时为 2 秒, 其余为 1 秒发送超时一般由于 CAN 总线繁忙且当前节点优先级较低时发生, 并不是函数调用或通讯错误, 用户可以编程实现重发 ( 一般中低速网络极少发生发送超时事件 ) 因此, 在系统设计时注意保证 CAN 总线占用不应该超过总线容量的 60-70% 13. 如何更好的使用 Receive 函数? 设备驱动提供帧软件接收缓冲区, 这为应用编程人员提供了充足的反应处理时间当软件接收缓冲数据溢出时设备驱动程序将调用 ResetCAN 复位 CAN 总线, 同时置位 CAN status 的数据溢出中断标志位, 注意软件缓冲溢出和 CAN 控制器硬件缓冲溢出都是使用该标志位接收函数提供 Wait 参数适合用于多线程编程, 函数内部封装一个阻塞函数, 其参数 Wait 含义如同 Win32 的 WaitForSingleObject 的 dwmilliseconds 参数 ( 请参考 15

16 Win32API 说明 ), 它为 Receive 指定一个超时返回时间, 单位为毫秒当 Wait 为 0 时函数调用时立即返回当前成功读取到的帧数, 若接收缓冲为空则返回 0 当 Wait 非 0 时, 若函数调用时接收缓冲中已经有数据则马上返回成功读取的帧数, 若这时接收缓冲为空, 函数将等待一个指定的超时到达或接收到数据才返回成功接收的帧数当 Wait 为 0xFFFFFFFF 时为无限等待直到有数据接收到, 建议不要把 Wait 设得过大, 无限等待更应该注意 nframes 等于 0 时函数实际是一个通知消息返回, 不要求读接收缓冲区, 是一个特殊的技巧性用法注意 : 若在主线程中调用 Receive 函数并且 Wait 非 0 则有可能引起应用程序暂时性的失去响应若通过查询方式接收, 一般应该把 Wait 设为 0 16

17 附录 CAN2.0B 协议帧格式 CAN2.0B 标准帧 CAN 标准帧信息为 11 个字节, 包括两部分 : 信息和数据部分前 3 个字节为信息部分字节 1 为帧信息第 7 位 ( FF) 表示帧格式, 在标准帧中,FF=0; 第 6 位 ( RTR) 表示帧的类型,RTR=0 表示为数据帧,RTR=1 表示为远程帧 ;DLC 表示在数据帧时实际的数据长度字节 2 3 为报文识别码,11 位有效字节 4~11 为数据帧的实际数据, 远程帧时无效 17

18 CAN2.0B 扩展帧 CAN 扩展帧信息为 13 个字节, 包括两部分, 信息和数据部分前 5 个字节为信息部分字节 1 为帧信息第 7 位 ( FF) 表示帧格式, 在扩展帧中,FF=1; 第 6 位 ( RTR) 表示帧的类型,RTR=0 表示为数据帧,RTR=1 表示为远程帧 ;DLC 表示在数据帧时实际的数据长度字节 2~5 为报文识别码, 其高 29 位有效字节 6~13 为数据帧的实际数据, 远程帧无效 18

销售与服务地址 : 辽宁省沈阳市皇姑区宁山中路 102 号邮编 :110000 电话 :024-31230060 传真

19 销售与服务地址 : 辽宁省沈阳市皇姑区宁山中路 102 号邮编 : 电话 : 传真 : 网址 : 全国销售与服务电话 : 全国服务电话 :

USBCAN-Mini 用户手册

USBCAN-Mini 用户手册 USBCAN-Mini 工业级 USB-CAN 转换器用户手册文档版本 :V4.20 (2018/07/18) 修订历史版本日期原因 V1.00 2013/6/16 创建文档 V2.01 2013/12/20 修正设备工作参数 V3.01 2015/04/22 添加部分参数 V3.50 2016/07/16 添加 OBDII 功能 V4.01 2017/01/13 添加 CANopen 功能