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虹科干貨 | CAN與CAN FD總線常見故障診斷及解決

虹科智能自動化 ? 2023-05-19 09:55 ? 次閱讀
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CAN總線憑借著可靠、實時、經濟和靈活的優勢,在汽車、工業等領域得到廣泛應用,并逐漸普及到電池儲能、醫療器械、智能大樓等應用場景中。隨著CAN總線在越來越多領域得到應用,CAN總線測試的需求也逐漸增多。本文主要總結了平時測試過程中經常遇到的一些典型問題,并給出解決方案,幫助您更加順利地完成測試。

01

斷線

如果線纜破損,CAN通訊則無法繼續。

/ 解決方法/

1、可以明顯看出來線纜損壞的話,直接換線即可

2、外表看不出來的,可以使用斷路測試儀檢查每一個引腳,確定線纜損壞,換線。

02

線纜類型錯誤:非CAN線

有可能現場用的線纜看起來是用于CAN方面的,但實際不是CAN線纜,不符合標準定義。大部分常見產品采用DSub9接頭,符合 CiA 303-1關于引腳定義的規范。當然也可以采用其他比如RJ45等接頭。如下表是DB9端CAN的引腳定義。

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/ 解決方法/

檢查線纜的引腳分配,如果不符合標準就更換線纜;如果符合標準,再檢查其它方面。

03

接線不當

當一個CAN網絡中有多個節點,連接的時候有多個插頭需要連接的時候,就很可能出現連接錯誤。導致無法進行CAN通訊或者出現零星錯誤。

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上圖的CAN節點2的錯誤狀態可能會變成被動錯誤。

/ 解決方法/

1、 檢查所有插線是否正確

2、 檢查所有接頭是否引腳匹配

04

網絡上只有1個正常通訊的節點

一個正常工作的CAN網絡至少有兩個或者更多CAN節點。如果只有一個CAN節點正常工作,它的錯誤狀態就會進入被動錯誤,因為它發送報文后沒法接收到對方的確認回復。

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/ 解決方法/

可以用分析儀監測節點的錯誤狀態:

? Bus Light:超過96個錯誤時,進入”error active”

? Bus Heavy:超過127個錯誤,進入"error passive"

? Bus Off:超過255個錯誤,進入”bus off

注意: 如果只有一個正常工作的CAN節點而且它發送了一條CAN報文,那么這個報文就會很快速地一直被重發,直到它收到另外一個節點的確認回復或進入被動錯誤狀態。

這些信息可以通過PCAN-Diag FD或者PCAN-View等獲取,可以參考下圖:

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05

CAN線太長

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傳統CAN總線波特率與長度相關(見上表關系)。1Mbit/s的波特率,在一個完美的布線系統里面不能超過40m(理論值)。最大的線纜長度也與所用收發器有關。對于CAN FD來講,波特率也取決于線纜長度,盡管CAN FD的波特率更高,如果總線長度超過40米,CAN報文就會失效,因為ACK位到來的太晚。

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/ 解決方法/

根據實際情況縮短線纜的長度

06

總線負載率過高

總線負載過高會引起傳輸故障。這個通常是指發送的報文過多,特別是在波特率和cycle time較高的情況下容易發生?;蛘呤且粭lCAN報文發生錯誤,然后CAN控制器一直嘗試重發該報文,這會導致總線負載增加。

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診斷方法:采用虹科PCAN-View或者手持式診斷儀顯示總線負載率

/ 解決方法/

1、 減少報文

2、 延長報文發送周期,

3、 提高總線波特率

4、 如果使用CAN2.0,后續可以考慮使用CAN FD

07

終端電阻錯誤

高速CAN總線 (ISO 11898-2) 必須在CAN線兩端各接入120 Ω 終端電阻(CAN_L與CAN_H之間)。這樣做有利于減少線纜的信號反射并確保CAN收發器能正常工作。

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/ 解決方法/

1、使用虹科PCAN-Diag FD,測量CAN_L與CAN_H之間的終端電阻。

2、有經驗的用戶以利用PCAN-Diag FD的示波器上波形形狀評估終端電阻的情況(看側翼振鈴等)

下面我們會看下不同的終端電阻情況下的波形特征:

①終端電阻情況1:過載Over termination

過載原因:終端電阻接入太多

正常兩個120歐姆終端電阻并聯應該是60歐姆左右,如下圖測出來是13歐姆,導致CAN波形畸變。

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②終端電阻情況2:終端電阻接入太少或者丟失

正常兩個120歐姆終端電阻并聯應該是60歐姆左右,如下圖測出來是丟失,導致CAN波形畸變。

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08

波特率錯誤

同一個網絡的各節點波特率應保持一致。如果不一致,則節點會進入bus off的錯誤狀態,并會影響其他節點通訊;這時如果電腦端用的是PEAK的PCAN-View軟件,如下圖可以看到ID 300的報文Cycle Time不正常,下面的總線狀態也會顯示Bus-off。

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/ 解決方法/

采用虹科PCAN-Diag FD檢測CAN/CAN FD網絡的波特率。

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09

相同ID引起的通訊沖突

在一個CAN網絡中,應當保證每個節點的報文ID都不一樣;如果發現兩條報文ID一樣的情況,這樣就沒法仲裁哪條報文的優先級更高,每次沖突都會使得錯誤計數器加1。

/ 解決方法/

可以通過PCAN-Diag FD的trace記錄功能以及錯誤幀記錄功能查找,或者用PCAN-View/PCAN-Explorer軟件在線監控,查找哪些CAN報文發生了沖突。

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10

傳統CAN網絡中出現CAN FD報文

CAN 2.0 A/B網絡會將CAN FD報文報告為錯誤,因為CAN報文幀的結構發生了變化。CAN FD控制器則可以同時解析并傳輸CAN FD和傳統CAN報文。在虹科PCAN-View在線監控或者虹科手持式PCAN-Diag FD設備可以看到這種Error Passive的顯示界面。

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11

相同的波特率但是時鐘頻率不同

這個主要是針對CAN FD網路,在CAN FD網絡里,波特率越高就會越接近物理極限。所以在同一條網絡,不建議用戶使用不同的時鐘頻率。

CiA是建議使用40或者80MHz的時鐘頻率。

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