【广东龙芯2K500先锋板试用体验】+试用5 CAN总线主机

jyaxz

2023-2-6 14:06:57 634 龙芯

试用5 CAN总线主机

龙芯2k500系统集成了两路can总线接口，我们采用CAN0接口完成设备信息管理的功能。

CAN0设备硬件接线

2k500提供的两路CAN接口为TTL电平的，需要通过外接CAN的物理层才可以实现正常通讯过程，这里选用飞思卡尔的Mxdock的外设板接口提供的CAN物理层来扩展。

CAN0接口从J52端子的19，20引出，如下图所示，同时我们还需要5V电源给mxdock板供电，所以还需要23，24两个引脚。

CAN0设备配置

进入2k500系统后，我们执行

ifconfig –a

可以看到系统存在的所有连接接口，其中就包含CAN0和CAN1 。

这里我们就配置CAN0的接口，在终端我们输入如下命令，配置CAN0 为 50Kbps 。由于我们采用导线连接2k500和mxdock，如果速度太快通讯经常失败，50Kbps是我测试通讯效果比较好的总线速度。

ip link set can0 up type can bitrate 50000

执行效果：

通过执行命令

ip -s –h –d link show can0

查看一下我们设置的是否成功了，如下图所示：

从图中我们可以看到设定的波特率为50000 sample-point 0.850 ，说明我们的设置成功了。

基于CAN总线的主机设计思路

1）网络架构图

2）程序结构

创建独立的can接收线程，在线程中按设备id解析数据后填充到数据缓冲区中。

void * task_can_receive(void* param)
{
   int s, nbytes;
   struct sockaddr_can addr;
   struct ifreq ifr;
   struct can_frame frame;
   struct can_filter rfilter[1];
   printf("task can receive begin...\n");

   s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW); //创建套接字
   strcpy(ifr.ifr_name, "can0" );

   ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr); //指定 can0 设备

  addr.can_family = AF_CAN;
  addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
  bind(s, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)); //将套接字与 can0 绑定

//定义接收规则，只接收表示符等于 0x11 的报文

// rfilter[0].can_id = 0x11;
// rfilter[0].can_mask = CAN_SFF_MASK;
// 
//设置过滤规则
// setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

//禁用过滤规则，本进程不接收报文，只负责发送
// setsockopt(s, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, NULL, 0);

while(1)
{
nbytes = read(s, &frame, sizeof(frame)); //接收报文
//显示报文

if(nbytes > 0)
{
printf("ID=0x%X DLC=%d data[0]=0x%X\n", frame.can_id, frame.can_dlc, frame.data[0]);
}
if(frame.can_id == 0x01 )   //device 1
{
if(frame.data[0] == 0x01)   //yc
{
yc[0][0] = (float)(frame.data[1] * 256 + frame.data[2]) / 0x500;
yc[0][1] = (float)(frame.data[3] * 256 + frame.data[4]) / 0x500;
}
elseif(frame.data[0] == 0x02)  //yx
{
memcpy(&yx[0][0], &frame.data[1], 4);
}
}
elseif(frame.can_id == 0x02 )   //device 2
{
if(frame.data[0] == 0x01)   //yc
{
yc[1][0] = (float)(frame.data[1] * 256 + frame.data[2]) / 0x500;

yc[1][1] = (float)(frame.data[3] * 256 + frame.data[4]) / 0x500;
}
elseif(frame.data[0] == 0x02)  //yx
{
memcpy(&yx[1][0], &frame.data[1], 4);
}
}
fresh_data_flag = 1;

}

close(s);

}

3）巡检线程

在主线程中，根据配置的设备数量，定时巡检各个设备。

frame.can_id = server_id;
frame.can_dlc = 1;
frame.data[0] = 0x06;
can_send_pack(&frame);

if(server_id < SERVER_NO)
server_id ++;
else
server_id = 1;
usleep(900 * 1000);

4） redis信息写入

但CAN接收线程成功的接收到设备信息后，会见设备上送的内容存入缓冲区中，同时设置一个全局标志，表明信息已经被更新了，主线程检查到更新标志后，将数据写入到实时数据库中。

if(fresh_data_flag)
{
    fresh_data_flag = 0;
    printf("%d:%f,%f,%d,%d,%d,%d",server_id,yc[server_id-1][0],yc[server_id-1][1],yx[server_id-1][0],yx[server_id-1][1],
          yx[server_id-1][2],yx[server_id-1][3]);
    if(server_id == 0x01)
    {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            //set
            reply = (redisReply *)redisCommand(redis_handle , "SET CAN_D1_YC%d%0.3f", i, yc[0][i]);
      if (reply!=NULL && reply->type==REDIS_REPLY_STATUS)
{
   printf("%s\n", reply->str);
}
freeReplyObject(reply);
 }

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    //set
    reply = (redisReply *)redisCommand(redis_handle , "SET CAN_D1_YX%d%1d", i, yx[0][i]);
if (reply!=NULL && reply->type==REDIS_REPLY_STATUS)
{
printf("%s\n", reply->str);
}
        freeReplyObject(reply);
    }
}
}

设备模拟的基本设计思路

为了简化CAN设备的设计，采用python语言，利用 slcan协议实现CAN总线的设备模拟。设备主要提供模拟量采集和开关量采集模拟，CAN总线通讯的模拟等。

CAN总线设备创建：

bus = can.Bus(interface =  'slcan' , channel =  'COM4' ,          bitrate = 50000,  receive_own_messages =  False )

创建一个基于线程的类，模拟设备

class canThread( threading.Thread) : 
__run_flag  = True
def __init__( self, ThreadID, name, delay):

    threading.Thread.__init__ ( self)

    self.threadID = ThreadID
    self.name = name
    self.delay = delay
    self.__run_flag = True

def run(** self**):
    print("开启线程： " + self.name)
    while  self.__run_flag : 
         self.can_recv_thread()

@ staticmethod
def send_msg( did, da) :
     msg = can.Message(arbitration_id = did, data = da,                  is_extended_id =False)

try:

    ''' 发送信息
    bus.send(msg)
   print(msg)
   # print("Message sent on {}".format(bus.channel_info))
except can.CanError:
    print("Message NOT sent")

@staticmethod

def can_recv_thread(self):
    # bus = can.interface.Bus();
    # ''' 接收信息 '''
    msg = bus.recv(100)
    try:
        # bus.send(msg)
        # print("canrecv:{} {}".format(msg.arbitration_id, msg.data[0]))
        # 解析必须为本机id：0x01
        if msg.arbitration_id == 0x01:
            # 巡检命令 ： 0x06
            if msg.data[0] == 0x06:
                da = []
                # 遥测
                da.append(0x01)
                k = random.random()
                yc[0] = int(0x500 * k)
                k = random.random()
                yc[1] = int(0x500 * k)
                da.append(int(yc[0] / 256))
                da.append(int(yc[0] % 256))
                da.append(int(yc[1] / 256))
                da.append(int(yc[1] % 256))
                self.send_msg(0x01, da)
                print("send yc:{}".format(msg))

                da.clear()
                # 遥信
                da.append(0x02)
                k = random.random()
                if k < 0.5:
                    yx[0] = 0
                else:
                    yx[0] = 1
                k = random.random()
                if k < 0.5:
                    yx[1] = 0
                else:
                    yx[1] = 1
                k = random.random()
                if k < 0.5:
                    yx[2] = 0
                else:
                    yx[2] = 1
                k = random.random()
                if k < 0.5:
                    yx[3] = 0
                else:
                    yx[3] = 1
                da.append(yx[0])
                da.append(yx[1])
                da.append(yx[2])
                da.append(yx[3])
                self.send_msg(0x01, da)
                print("send yx:{}".format(msg))

        #        print(msg.data[0])              #  接收回来的第一个字节的数据
        #        print(msg.arbitration_id)    # 接收回来的ID
        # return msg
    except can.CanError:
        print("Message NOT sent")