构建一款基于Python的开源跨平台经典CAN分析器

CAN总线开发通常需要接收数据帧、识别消息ID、分析时序、发送测试消息以及解释应用信号。

商用CAN工具功能强大，但对于学习、实验开发和嵌入式系统调试而言，一个开放且可定制的解决方案尤为实用。

因此，我创建了Open CAN Analyzer，简称OCA。

OCA最初是一个实用工具，旨在让我的CAN总线项目开发更加轻松。我决定将其发布为开源项目，以便开发者、学生和嵌入式系统专业人士可以使用它，研究其工作原理，并贡献改进。

该项目包含两个主要部分：

1. 一款使用 Python 和 Tkinter 编写的跨平台桌面应用程序。

2. 基于 Infineon DAVE 4 开发的 Infineon XMC4700 Relax Kit 完整固件。

桌面应用程序支持 Windows、macOS 和 Linux 系统。已成功在 Windows 和 macOS 上使用真实硬件测试了双向通信功能。

什么是Open CAN Analyzer?

Open CAN Analyzer 是一款开源工具，用于接收、检查、传输、记录、解码和回放经典CAN通信流量。

桌面应用程序通过USB CDC串行接口，使用文档中规定的OCA文本协议与XMC4700通信。

固件通过XMC4700 MultiCAN外设接收CAN帧，并将其转发至计算机。在反向通信中，它会验证通过USB接收到的命令，然后再将帧发送到CAN网络。

由于通信协议是开放且文档化的，其他开发者可以创建兼容的USB转CAN适配器，同时继续使用相同的桌面应用程序。

主要特点

• 经典CAN帧的接收与发送。

• 标准11位CAN标识符。

• DLC 值从 0 到 8 字节。

• 实时交通可视化。

• 时间戳、方向、ID、DLC、数据及帧周期显示。

• 按CAN ID分组的最新接收帧。

• 用于单个字节和DBC信号的时间序列图。

• 按ID、ID范围、方向和文本筛选。

• JSON配置文件和快速传输预设。

• 可选的自动回复。

• CSV 录制与回放。

• 导出为 candump 格式。

• 使用 cantools 进行 DBC 解码。

• 由硬件控制的仅监听模式。

• 英语和巴西葡萄牙语界面。

• 自动串行端口发现。系统架构

XMC4700 MultiCAN外设从CAN网络接收帧。固件将接收到的帧复制到一个有限队列中，并通过USB CDC将其转发至计算机。

相反，桌面应用程序接收到的命令在固件请求通过CAN网络发送之前会被进行验证。

CAN 接收由中断处理，但 USB 的格式化和通信则在中断之外进行。这有助于保持中断简短，并帮助维持固件行为的可预测性。

固件还会报告控制器诊断信息，包括接收和发送的帧计数、队列溢出、消息丢失事件、CAN控制器状态、TEC、REC以及当前的活动模式或仅监听模式。

沟通流程

CAN网络

→ IFX1051LE CAN收发器

→ XMC4700 MultiCAN 外设

→ OCA 文本协议通过 USB CDC

→ Windows、macOS 或 Linux 电脑

→ 打开 CAN 分析器桌面应用程序

本文编译自hackster.io