实验一 CAN总线通讯协议实验

 

【实验目的】

       1、了解CAN总线信号矩阵的概念，学会使用CANdb Editor编辑器软件。

       2、了解汽车故障诊断协议UDS的协议结构，掌握UDS协议的基本使用方法。

 

【实验性质】

验证性实验。

 

【实验要求】

       1、CANdb Editor软件

       2、统一诊断服务协议UDS

 

【实验内容】

       1、学习CANdb Editor软件的使用方法，创建、编辑CAN数据库文件。

       2、了解UDS协议结构和通讯流程，进行简单的汽车故障诊断操作。

      

【实验步骤】

       1、CAN信号矩阵与CANdb Editor的使用

       CAN总线实际应用中经常使用通信信号矩阵（Excel表格形式）来描述车辆网络中节点、消息与信号，可以直观地查看CAN网络数据通讯情况，各节点ECU必须遵循该通讯矩阵才能完成信息的交互和共享。

图1 CANdb Editor软件界面

       （1）CAN网络的基本概念：

1. 节点：                       一个汽车控制器作为一个网络节点                             。
2. 消息：                  一个控制器会发出多种不同ID的报文，每个帧报文称为消息                                  。
3. 信号：                      一帧报文长度1-8 byte，大多为8byte，即64bit，规定不同bit位代表不同信号，那么一帧报文可包含多个信号                              。

（2）通信矩阵基本内容包括

信号名称 信号长度 精度/偏移量 物理值范围 起始字节 起始位 信号类型

（3）报文基本信息由：  报文名称     、  ID   、   报文类型   、   报文周期    、    长度    组成。

（报文名称、ID标识、报文类型、报文周期、长度）

（4）DBC（Database Can）是vector公司制定的用于描述CAN网络中节点间数据通讯的一种文件，即根据CAN通讯协议制作的一份用于解析CAN报文数据的文件。DBC文件描述的信息包含： 1、版本与新符号
2、波特率定义
3、网络节点的定义
4、报文帧的定义
5、信号的定义
6、注解部分
7、特征部分
8、数值表部分。

报文信息、信号信息、路由信息）

（5）每个信号去填充64位bit时，两种填充方式：

1. Intel格式（低字节在前）：以起始位为原点，自下而上填充
2. Motorola格式（高字节在前）：以起始位为原点，自上而下填充

指出下图分别属于何种填充方式：

图2     Intel    格式

图3       Motorola   格式

       （6）从你所制作DBC文件中选取一个消息（报文）并截取其信号布局图（layout）放在下面空白处。

图5  DBC报文：     0x0  （填写ID）

 

       2、UDS协议及其使用

UDS（Unified Diagnostic Services）协议即统一诊断服务，是ISO-14229定义的基于OSI模型中应用层的协议，是诊断服务的规范化标准，属于应用层协议，可在不同的汽车总线（如CAN, LIN, FlexRay, Ethernet和K-line等）上实现。

UDS诊断通信的过程：（在表格空白处书写）

0x0

Diagnostic request的格式可以分为两类：一类是拥有sub-function，另一类是没有sub-function，如图所示：（在表格空白处绘制）

带sub-function的请求报文	不带sub-function的请求报文

图6 两种诊断请求报文格式

 

参照UDS协议，完成TesterPresent请求、应答报文：

TesterPresent请求：           req：10 01                    

TesterPresent应答：           rep：50 01                    

 

TesterPresent请求：           req：22  F020                    

TesterPresent应答：           rep：62 F0 20 00 11 22 33 44 55 66