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XIAO CAN Bus 扩展板

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XIAO CAN Bus 扩展板专为与 Seeed Studio XIAO 开发板配合使用而设计，为您的项目提供了一种简单便捷的方式来添加 CAN 总线通信功能。CAN 总线（控制器局域网）是一种在汽车、工业和其他嵌入式系统中广泛使用的通信协议，允许不同节点之间进行可靠和稳健的数据交换。

扩展板上集成的 MCP2515 控制器和 SN65HVD230 收发器芯片确保了通过 CAN 总线进行无缝高效的通信。MCP2515 控制器处理协议管理、消息过滤和错误处理，而 SN65HVD230 收发器将控制器的数字信号转换为 CAN 总线通信所需的差分信号。

通过 XIAO CAN Bus 扩展板，您可以利用 Seeed Studio XIAO 开发板的强大功能及其广泛的生态系统来创建需要 CAN 总线通信的项目。无论您是在进行汽车应用、工业控制系统、机器人项目还是物联网设备的开发，这款扩展板都为将 CAN 总线功能集成到您的设计中提供了可靠而紧凑的解决方案。

扩展板采用用户友好的端子连接，让您可以轻松地将 CANH 和 CANL 线路连接到 CAN 总线网络。板子的紧凑设计确保了与各种项目外壳的兼容性，并便于无缝集成到您现有的设置中。

通过使用 XIAO CAN Bus 扩展板，您可以利用 CAN 总线协议的稳健性、可靠性和可扩展性，在您的项目中实现高效的数据交换、系统控制和互连性。

介绍​

特性​

  • 兼容性：设计为与 Seeed Studio XIAO 开发板无缝配合使用。
  • MCP2515 控制器：板载 MCP2515 芯片提供可靠的 CAN 总线通信控制和处理。
  • SN65HVD230 收发器：集成的 SN65HVD230 芯片确保准确的信号转换和通过 CAN 总线的稳健通信。
  • 端子连接：CANH 和 CANL 线路通过 3 针端子方便地访问，允许轻松连接到 CAN 总线。
  • 紧凑设计：扩展板采用紧凑的外形设计，适用于各种应用。

规格​

  • 兼容性：Seeed Studio XIAO 开发板。
  • 通信接口：CAN 总线（控制器局域网）。
  • CAN 收发器：SN65HVD230。
  • CAN 控制器：MCP2515。
  • 端子连接：用于 CANH 和 CANL 线路的 2 针端子。

应用​

XIAO CAN Bus 扩展板可用于需要 CAN 总线通信的各种项目。以下是一些应用想法来启发您：

  • 汽车项目：将扩展板连接到 XIAO 并构建需要 CAN 总线通信的汽车应用，如车辆诊断或数据记录。
  • 工业控制系统：利用 CAN 总线功能与工业设备和系统接口，实现高效的数据交换和控制。
  • 机器人技术：将扩展板集成到您的机器人项目中，以实现不同机器人模块和组件之间的通信。
  • 物联网应用：将扩展板与物联网设备集成，以便通过 CAN 总线协议进行通信和数据交换。

请参考 XIAO CAN Bus 扩展板数据表和示例以获取详细的使用说明和代码示例。

硬件概述​

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  1. GND
  2. CAN-H
  3. CAN-L
  4. RX/TX LED 指示灯
  5. SN65NVD230
  6. MCP2515

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XIAO CAN BUS 扩展板在板子背面有一个焊盘 P1，短接后会为设备添加一个终端电阻。考虑到一些用户的通信设备可能已经有终端电阻，XIAO CAN-BUS 默认不短接 P1，如果您发现 CAN 通信无法发送或接收消息，可以尝试短接 P1 焊盘来获得 120 欧姆的终端电阻。

Arduino 库概述​

我们提供了一个 MCP2515 板的 Arduino 库。

下载库文件

该库包含几个示例，包括：

  • OBDII-PIDs - 从 OBD-II 接口检索数据
  • send - 向 CAN 总线发送帧
  • recv - 从 CAN 总线接收帧
  • set_mask_filter_recv - 使用掩码和过滤器设置从 CAN 总线接收帧

1. 设置波特率​

此函数用于初始化 CAN 总线系统的波特率。

可用的波特率如下所示：

#define CAN_5KBPS    1
#define CAN_10KBPS   2
#define CAN_20KBPS   3
#define CAN_25KBPS   4
#define CAN_31K25BPS 5
#define CAN_33KBPS   6
#define CAN_40KBPS   7
#define CAN_50KBPS   8
#define CAN_80KBPS   9
#define CAN_83K3BPS  10
#define CAN_95KBPS   11
#define CAN_100KBPS  12
#define CAN_125KBPS  13
#define CAN_200KBPS  14
#define CAN_250KBPS  15
#define CAN_500KBPS  16
#define CAN_666kbps  17
#define CAN_1000KBPS 18

2. 设置接收掩码和过滤器​

控制器芯片有 2 个接收掩码寄存器和 5 个过滤器寄存器，可用于确保从目标设备接收数据。这些寄存器在具有许多节点的大型网络中特别有用。我们提供了两个函数，允许您使用这些掩码和过滤器寄存器。

掩码：

init_Mask(unsigned char num, unsigned char ext, unsigned char ulData);

过滤器：

init_Filt(unsigned char num, unsigned char ext, unsigned char ulData);
  • num 表示使用哪个寄存器。掩码可以填 0 或 1，过滤器可以填 0 到 5。
  • ext 表示帧的状态。0 表示这是标准帧的掩码或过滤器。1 表示这是扩展帧的掩码或过滤器。
  • ulData 表示掩码或过滤器的内容。

3. 检查接收​

MCP2515 控制器芯片能够在轮询模式或中断模式下工作。在轮询模式下，软件定期检查接收到的帧。在中断模式下，可以使用额外的引脚来信号已接收到帧或传输已完成。这允许更有效地使用资源，因为处理器不需要持续检查传入数据。

此函数用于检查接收缓冲区中是否有等待的接收帧。如果有，函数将返回 true，否则返回 false。您可以在循环中使用此函数来持续检查接收到的帧。

INT8U MCP_CAN::checkReceive(void);

4. 获取 CAN ID​

您可以使用以下函数来获取从"发送"节点接收到的数据长度。

INT32U MCP_CAN::getCanId(void)

5. 发送帧​

CAN.sendMsgBuf(INT8U id, INT8U ext, INT8U len, data_buf);

此函数用于向 CAN 总线发送数据。参数如下：

  • id - CAN 帧的 ID。
  • ext - 表示帧状态的布尔值。'0' 表示标准帧。'1' 表示扩展帧。
  • len - 帧的长度。
  • data_buf - 消息的内容。

例如，在 'send' 示例中，我们有：

unsigned char stmp[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
CAN.sendMsgBuf(0x00, 0, 8, stmp); //向总线发送消息 'stmp' 并告诉其他设备这是来自 0x00 的标准帧。

6. 接收帧​

以下函数用于在 'receive' 节点上接收数据：

CAN.readMsgBuf(unsigned char len, unsigned char buf);

在已设置掩码和过滤器的条件下。此函数只能获取满足掩码和过滤器要求的帧。

  • len 表示数据长度。
  • buf 是您存储数据的地方。

开始使用​

硬件​

本产品不包含 XIAO 模块，因此您需要单独购买 XIAO 模块。在本示例中，我们使用 XIAO ESP32C3 进行演示，但其他版本的 XIAO 模块也可以类似使用。硬件连接很简单 - 只需将 XIAO 模块插入扩展板即可。

请参考下图了解与 XIAO 的连接方式。

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软件​

  • 步骤 1. 从 Github 下载 CAN Bus Library。

  • 步骤 2. 参考 如何安装库 为 Arduino 安装库。

  • 步骤 3. 正确下载并安装库后，您可以在 examples 文件夹中找到一个名为 send.ino 的示例程序。该程序是为 D7S 模块设计的。

#include <mcp_can.h>
#include <SPI.h>

/* Please modify SPI_CS_PIN to adapt to different baords.

   CANBed V1        - 17
   CANBed M0        - 3
   CAN Bus Shield   - 9
   CANBed 2040      - 9
   CANBed Dual      - 9
   OBD-2G Dev Kit   - 9
   OBD-II GPS Kit   - 9
   Hud Dev Kit      - 9
*/

#define SPI_CS_PIN  D7

MCP_CAN CAN(SPI_CS_PIN);                                    // Set CS pin

void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    while(!Serial);
    
    // below code need for OBD-II GPS Dev Kit Atemga32U4 version
    // pinMode(A3, OUTPUT);
    // digitalWrite(A3, HIGH);
    
    // below code need for OBD-II GPS Dev Kit RP2040 version
    // pinMode(12, OUTPUT);
    // digitalWrite(12, HIGH);
    
    while (CAN_OK != CAN.begin(CAN_500KBPS))    // init can bus : baudrate = 500k
    {
        Serial.println("CAN BUS FAIL!");
        delay(100);
    }
    Serial.println("CAN BUS OK!");
}

unsigned char stmp[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
void loop()
{
    CAN.sendMsgBuf(0x00, 0, 8, stmp);
    delay(100);                       // send data per 100ms
}

// END FILE

  • 步骤 4. 上传演示程序。如果您不知道如何上传代码，请查看 如何上传代码。

  • 步骤 5. 代码成功上传后，您会注意到 RX 和 TX LED 灯亮起，表示 CAN 总线正在主动传输数据。如果您的 CAN 总线连接到其他设备，这些 LED 将闪烁而不是保持常亮。

原理图在线查看器​

故障排除​

Q1: XIAO CAN Bus 扩展板支持的最大波特率是多少？​

扩展板上 MCP2515 控制器支持的最大波特率是 1 Mbps。请确保您的 CAN 总线网络的波特率设置与此限制兼容。

Q2: 我可以在同一个 CAN 总线网络中使用多个 XIAO CAN Bus 扩展板吗？​

是的，您可以在同一个 CAN 总线网络中使用多个扩展板。每个扩展板都应该分配一个唯一的节点 ID，以确保正确通信并避免总线上的冲突。

Q3: 我可以将 XIAO CAN Bus 扩展板与其他微控制器或开发板一起使用吗？​

XIAO CAN Bus 扩展板专门设计用于与 Seeed Studio XIAO 开发板配合使用。但是，通过适当的引脚映射和配置，可能可以将其与支持必要 CAN 总线通信协议的其他微控制器或开发板一起使用。

Q4: CAN 总线连接的最大电缆长度有什么限制吗？​

CAN 总线连接的最大电缆长度取决于波特率、电缆质量和电磁干扰等因素。一般来说，对于较低的波特率，可以支持更长的电缆长度（最多几百米）。但是，对于较高的波特率，建议保持较短的电缆长度（几米内）以维持可靠的通信。

Q5: 如何排除 CAN 总线通信问题？​

如果您遇到 CAN 总线通信问题，可以按照以下步骤进行故障排除：

  • 验证 CAN 总线网络的物理连接，确保正确的布线和终端。
  • 检查波特率设置，确保连接到 CAN 总线的所有设备上的设置匹配。
  • 使用 CAN 总线分析仪或终端软件监控 CAN 总线流量，以识别传输消息中的任何错误或问题。
  • 仔细检查程序代码，确保 MCP2515 控制器的正确初始化和配置。
  • 确保 XIAO 开发板和 CAN 总线网络的电源供应稳定且在指定电压范围内。
  • 如果您有任何其他问题或本 FAQ 部分未涵盖的问题，请随时联系我们的技术支持团队以获得进一步帮助。

资源​

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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