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【经验分享】开源 STM32 USB-CAN项目

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STMCU小助手 发布时间:2022-6-22 19:00
照理来说,USB-CAN这种东西应该已经被做的烂大街的工具,国内居然没有一个拿得出手的开源方案。某立功和PCAN动辄2000+的价格也是离谱。淘宝上各种虚拟串口方案、替换dll兼容某立功软件的各种方案....价格都倒是便宜,性能和可靠性嘛.......就不多说了,上位机软件也是烂的一塌糊涂。
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  T* M9 h/ t; ~: `5 N. X/ \6 Y: b这里推荐一个国外的炒鸡好用的开源工具CANable,ta有完全开源的软硬件及上位机支持,支持windos和linux Stock can并且都免驱,且支持Python。
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而且远不止于此,经过我不断探索,在gitlhub各个大神仓库各种折腾。6 C, g: B! ]8 U7 e
我发现这个canable这个项目衍生出了很多开源固件,目前固件和支持的软件已经极为丰富。

" K' y, p' Y6 M% L/ Y而且主芯片STM32F042/72支持USB DFU,可以通过USB直接更新固件,无缝切换多种上位机。也可以参考本次10.27第3条推文,演示STM32F103的CAN收发通信过程。
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首先先看硬件项目

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这个不带隔离的硬件设计是比较简单的,就是一块带usb和can的stm32f0 + CAN收发器TJA1051/3。

0 G! H) o" W1 k& @8 d可惜的就是这颗stm32f0芯片现在价格涨得有点离谱了,之前在JLC打样做了几块,主芯片就去到40多大洋,加上pcb和smt,打样成本差不多投到100左右吧。
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后来发现某宝上已经有商家把canable作出产品了,带隔离的价格也才100多,还带外壳配件,果断买了一个试试,某宝搜“开源 canable”就能找到,早知道就不用费劲自己打板了。

( w  r0 z8 N( E( H但是某宝上买的只提供了默认固件的相关资料,经过我不断探索,在gitlhub各个大神仓库各种折腾。
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我发现这个canable这个项目衍生出了很多开源固件,目前固件和支持的软件已经极为丰富,可以说可玩性极高。我甚至怀疑很多某宝和咸鱼上的山寨PCAN就是canable换了一个壳子和固件而已!!!

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重点还是固件,第一个先说重磅的,PCAN固件

: |6 C  }5 x$ i* x我会在附件里打包我编译好的代码和二进制文件可以直接USB烧写
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烧写PCAN固件之后,CANable摇身一变就成了PEAK CAN-USB,直接可以使用PEAK的官方驱动以及软件(pcan-view/ pcan-explorer 5),甚至基于peak开发的其他二次开发软件(比如国内的一些新能源车上位机,奇瑞,北汽这些)。
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目前使用下来和原装PCAN的兼容性还是相当不错的,但是注意不要用于ECU/PLC程序刷新,程序下载到到中途会出错,这个问题还需要进一步优化。但是想想原装PCAN动辄2000的价格,100多块钱的canable加上这个PCAN固件是真的香啊。
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0 s  g+ U+ n% q2 B 微信图片_20220621205227.png ) u% r3 l& n. M. D6 M( ^" J
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这个固件功能也蛮强大,采用的winUSB的免驱方案,USB bulk双缓冲的模式,实际传输性能远超那些虚拟串口的USB-CAN。

  @- J) Q' I. u; ^支持windos和linux Stock can并且都免驱,且支持Python。
6 X9 Q7 C/ \9 Q, z; c2 e) k; b/ \linux下使用和PCAN一样都是内核自带驱动,支持SocketCAN 非常适合用一些开源的can的工具和库进行二次开发。

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candleLight固件的图形化上位机叫做cangaroo。+ _7 `" T, Y3 {
cangaroo是candleLight固件专用的、简单易用的can总线调试软件,麻雀虽小五脏俱全,对于一般的can调试开发完全够用,而且专门针对汽车逆向工程增加了通过can id分类接收到的can数据帧,并且当某个id的数据帧活跃时会进行高亮显示以便于观察分析。
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0 j% Q/ E+ Q% C5 K: M        支持Windos/Linux (Ubuntu发行版本)
7 p' r7 G" W$ X        最大支持同时接入32个CANable模块2 t4 g1 ~+ X- |7 W/ I
        数据帧时间戳# y+ X0 G2 T# ~( B
        支持数据日志保存
5 Q7 k' j7 q5 D( N' [0 n2 `" ~        支持CAN DBC 文件协议解析6 p" ^1 a. v/ z. r8 K
        软件绿色免安装
candleLight固件还支持BUSMASTER(这个也就很厉害了,用过的都懂),BUSMASTER是一款功能强大的专业级CAN总线调试软件,不仅能够应对一般的CAN调试开发,还一个用于设计,监测,分析与模拟CAN网络的开源的开放式总线PC软件。BUSMASTER已被RBEI概念化,设计与开发,同时基于CANvas软件工具。

5 J: h3 y( m& d2 w不过candleLight固件需要下载增加BUSMASTER增加了cantact设备支持的版本。
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# K) Y8 A% E/ f+ P& I
微信图片_20220621205212.png
; N' ]7 a5 z$ L! B, x# i
虚拟串口转can的Stock slcan固件' _9 G: \; P+ s
对于很多不熟悉usb编程,还是需要串口协议转can的小伙伴,slcan固件就正好满足需求,CANable通过烧写slcan固件。该固件枚举为Linux、Mac和Windows上的标准串行设备。CANable可以很容易地通过重新烧写固件,在Linux中枚举为本地can设备,在Windows中枚举为通用串口设备。

1 W% w! Z" e# Y在Linux上,CANable原生地与slc一起工作,因此您可以使用所有标准的can-utils命令行工具,甚至Wireshark来与总线交互。
6 R$ V5 m9 i" L" ^* [7 O. h
在Windows和Mac上,CANable可以和cantact-app一起工作。这是一个简单的Java应用程序,可以实时显示CAN流量,并允许您在总线上传输消息。
- s. d1 _% y, T# D
" k2 f- D" `. r: c. `0 R8 D

固件烧写方式


7 _/ d& x' D0 z# n* T
web在线烧写固件
" K( V; T/ x1 D: ]7 ?6 f- H如果只是想copy一个来用用,不需要去自己编译烧写,可以直接用STM32的USB DFU通过USB下载固件,我会在附件资料提供相应的软件和文档说明,并提供编译好的几个固件。
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* E5 l5 ?$ j" Q- h' N* X- Y* N
这个真的超级方便了,意味着你不需要任何烧写器或者准备任何固件编译的环境,只要有谷歌浏览器,就能随时随地切换固件,是不是很强大!

# D$ n# r  b' K. |+ s6 a2 A' a用谷歌浏览器打开这个页面,把canbale的DFU拨码开关按下去,在用USB连接电脑。选择需要烧写的的固件类型,再点connect and update就可以直接通过网页进行烧写。
3 ]) ~( S  `- _+ P
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8 {3 J+ _# C1 `7 _- ^8 W
微信图片_20220621195936.png / F9 g2 e0 d6 d( x: b
注:这个网页上只能烧写canable的官方固件,自行编译的固件无法烧写(现在该页面已经支持烧写PCAN固件了!给力)。
% x" {: U+ A9 `* Z+ u( X
USB DFU-util烧写固件
9 L: i' y5 v  D

# ]  @9 K' k) |. j# B' F3 j
解压后,将编译好的.bin文件拷贝到解压后的目录
! ?. g. @1 }' Y5 ^- O( w. L5 l6 v创建一个文本文件,拷贝以下内容进去,注意candleLight_fw.binary 为要烧写的bin文件,需要改成需要烧写的文件名。然后把这个文本文件保存为flash.cmd
  1. dfu-util --dfuse-address -d 0483:df11 -c 1 -i 0 -a 0 -s 0x08000000 -D candleLight_fw.binary+ I% S, r/ J5 a, E' ^2 u
  2. cmd /k
复制代码

- ?' w( ?- r) a' _2 z7 N! I: y
canbale的DFU拨码开关按下去,连接电脑USB线会识别成“STM32 BOOTLOADER”
如果识别失败需要下载安装驱动,

2 L; b) I( a% {& J) U
识别成功后,双击运行之前创建的flash.cmd文件,会看到开始烧写的进度,如下就是烧写完成了
  1. Download        [=========================] 100%        36108 bytes
    $ v) b/ d1 e! b  U0 i; ^8 K
  2. Download done.0 [+ R  z/ s% J. g4 ^$ X
  3. File downloaded successfully
复制代码

% B6 B: _. Y* O8 ~% H
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