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1、Applicati on Note# of Page 19# of Page 19主题TOPICTITLE :使用泰克MS04000示波器测试与分析 CAN总线信号OBJET :介绍了泰克 MS04000系列示波器在 CAN网测试中的若干应用目录1 目的 32 适用范围 33 参考文件 34 历史 35 泰克MSO4000 示波器简介 46 利用MSO4000 示波器对 CAN LS信号进行采集和解码 46.1 对示波器进行设置 46.2 监测 CAN LS 网络上的 CAN_H 和 CAN_L 电平信号 56.3 技术规范对 CAN LS 信号电平值的规定 86.4 监测 CAN LS 网络
2、的总线解码信号 97 利用MSO4000 示波器对 CAN HS信号进行采集和解码 107.1 对示波器进行设置 107.2 监测 CAN HS 网络上的 CAN_H 和 CAN_L 电平信号 107.3 技术规范对 CAN HS 信号电平值的规定 117.4 监测 CAN HS 网络的总线解码信号 118 使用泰克e * Scope ”功能对示波器进行远程操作 129 使用 Open Choice 软件自动获取示波器屏幕截图 13使用 SignalExpress TE 软件实现自动化测试 15# of Page 191目的CAN网络信号的测试包括总新电平信号的采集、电压值的测量、信号解码分析
3、、总线通讯状态监测等内容，这部分内容也是构成 CAN网络底层测试的基础，测试结果的正确与否，直接关系到整 车电器架构的稳定性与电控单元功能的完好性，因此如何便捷高效地完成 CAN网络的测试，已经成为整车验证环节中不可回避的一个话题。本文中提出了一套使用泰克MS04000系列示波器与配套的LabVIEW SignalExpress TE 软件进行CAN总线信号测试与分析的方法，从而完成整车高速、 低速CAN网络信号的分析与测试工作。通过示波器+PC软件”的方式，测试人员可以方便快捷地对总线信号进行实时监测，也可以使用示波器的解码功能直接观测到对应的逻辑信号。在使用附属的SignalExpress
4、 TE软件后，还可以实现远程测试、自动化测试等功能，与其它测试和分析方法相比， 具有入门简单、适用范围广、数据采集精度高等优点， 大大提高了基于 CAN总线技术的电控单元的 开发与测试效率。2适用范围供新车型项目中进行 CAN网底层测试时参考使用。3参考文件编号名称1966529189A ind OR_Messagerie_CAN.OO22BOSCH. CAN Specification Version 2.03泰克MSO4OOO和DPO4OOO系列数字荧光示波器用户手册4历史日期版本说明2011-05-201.0创建文件5泰克MS04000示波器简介MSO4000系列示波器是美国的泰克(Te
5、ktronix)公司于2007年推出的混合信号示波器，本文中应用到其系列下的 MSO4054型(参见图1)，包含4个模拟通道和16个数字通道，带宽为 500 MHz，采样率为2.5GS/S，存储深度达到10M，配合示波器上的 DPO4AUTO 型汽车串行触发和分 析模块，完全可以对高速、低速CAN网信号进行检测和解码分析。图1泰克MSO4054混合信号示波器6 利用MSO4000示波器对CAN LS信号进行采集和解码6.1对示波器进行设置CAN LS ( CAN Low Speed )是对所有低传输速率 CAN网络的统称，PSA的AEE2004电器 架构中，CAN-CONF网络(舒适网)即属于
6、这种网络，网络中包含的主要是组合仪表、收放机、多 碟CD等电控单元，典型的数据传输速率为125Kbps。如果现在需要监测CAN-CONF 网络上由BSI (智能伺服盒)发出的信息帧ID_ COMMANDES_BSI ( ID = 0x36)，观测其物理电平值并测试示波器的CAN总线解码功能，设定Channel 2监测CAN_H，Channel 3监测CAN_L，并禾U用Channel 3的CAN_L信号实现解码，探 头的GND可直接接到电源的地。其它设置如下所示：(1) 短按【自动设置】，清除掉示波器原有的各项设置。(2) 分别旋转Channel 3和Channel 2的标度”旋钮，使得垂直方
7、向上电压的标度为5.00V/div ;旋转“水平”区域的“标度”按钮，调整信号的周期为100us。(3) 短按【采样】，设置如下：模式=“采样”记录长度=“ 100k ”延迟=“开启”(4) 短按示波器 Channel 3探头上方的 【3】键，设置如下：耦合=“直流”阻抗=“1M Q”反相=“关闭”带宽 = “全带宽”（3）标签 = 输入“ CAN_Low ”5）短按示波器 Channel 2 探头上方的 【 2】键，设置如下： 耦合 =“直流” 阻抗 =“1M Q”反相 =“关闭” 带宽 =“全带宽”(3)标签 = 输入“ CAN_High（6 ）短按 【菜单】 按键，设置如下：类型 = “
8、总线”信号源总线 = “ B1 （ CAN ）”触发打开 = “标识符”标识符 = 设置为 036h （或 CAN LS 网络上的其它信息帧）方向 = “读或写”模式 = “自动触发 &释放”（6）短按总线区域的 【 B1】 按键，设置如下：总线 （B1） = “ CAN ”定义输入 ：CAN 输入 = “3”，信号类型 = “CAN_L ”，取样点 = “50%”阈值 ：CAN_L（3） 阈值 = “ 2.5V ”位速率 = 125000总线显示 = “总线和波形” ，“十六进制” 通过以上设置即可完成设置，示波器屏幕上会显示出 CAN_H 、 CAN_L 的电平信号及通过 CAN_L 解码
9、后的数字波形。6.2 监测 CAN LS 网络上的 CAN_H 和 CAN_L 电平信号旋转 Channel 2 的“标度”旋钮，使得垂直方向上电压的标度为 2.00V/div ，再短按【 B1 】按 键暂时关闭总线解码功能，只在屏幕上保留 Channel 2 显示的 CAN_H 电平信号。连续短按两次光 标按键，以测量 CAN_H 上的显性位和隐形位的电平值，测量结果如下：（1）CAN_H 显形位（即二进制位的“ 0”）的电平为 0.28V ，波形图如下所示：# of Page 19柿识符亍33D|1VaO.OG V0L 120供A2S0mV2.00 V2D片U*29i9i.OOO|1S图2
10、 CAN_H显性位电平（CAN LS网络）已肢註战f 4曲（2） CAN_H隐性位（即二进制位的“ 1 ”）的电平为3.68V。波形图如下所示:為卯iso0.00 V 厂g 上 ss vA3.eS VLSOOMJVtJ .+ 2.0ClO|lS“Ok盒打:足符.,a-r网络）图3 CAN_H隐性位电平（CAN LS2.00V/div，再短按【2】按键旋转Channel 3的“标度”旋钮，使得垂直方向上电压的标度为暂时关闭CAN_H信号显示，只在屏幕上保留Channel 2显示的CAN_L信号。分切测试其显性位、# of Page 19已肢琳隐性位的电平值，结果如下:（1 ） CAN_L显性位（
11、即二进制位的“ 0”的电平为1.36V，波形如图4所示;17业$ 0.00* V 4i!dmE H-36 vA240M&A1.36 VWRRW-官tow:20.购| r250M；7怖识符i r# of Page 19已肢琳# of Page 19已肢琳图4 CAN_L显性位电平（CAN LS 网络）（2）CAN_L隐性位（即二进制位的“ 1 ”）的电平为4.88V，波形如图5所示:图5 CAN_L隐性位电平（CAN LS网络）# of Page 19如果在屏幕上同时调出 CAN_H、CAN_L电平信号，会发现它们的相位正好完全相反，但是电 平值并不相同。ECU会对两条总线上的电平值进行差分运算
12、，从而判断当前总线上发送的数据究竟6.3技术规范对CAN LS信号电平值的规定PSA技术规范中对于低速网（CAN LS，CAN Low Speed）有相关规定，只有在总线信号的物理电平值满足如下条件时，CAN_H和CAN_L两条总线上的电平值才能进行正确的差分运算，并得到正确的解码结果：“ 0 ”（显性位）“1 ”（隐性位）CAN_H 0.2V 3.6VCAN_L 4.8V表1 PSA对于CAN LS网络上的信号物理电平值的规定也可参考图7所示:t图7 CAN LS网络上的 CAN_H和CAN_L电平值分析前面的测试结果，可以发现监测到的物理电平值是符合相关技术规范的。6.4 监测CAN LS
13、网络的总线解码信号在MS04000示波器配有DP04AUT0分析模块的情况下，还可以利用示波器对总线信号实施 解码操作，从而直接在示波器上观测到总线逻辑信号（即显性位“（和隐形位“1）调整电平信号的周期为100us左右，示波器即可显示对应的波形和数据。如图8即截取了一段总线解码后得到的CAN数据场信息，该信息由二进制数据和对应的波形构成，在时域上与CAN_H、CAN_L电平值完全对应。同时这里还可以监测到CAN总线的位填充特性。CAN协议规定，为了防止一帧信息中有7利用MS04000示波器对CAN HS信号进行采集和解码CAN HS网络（CAN High Speed ）的数据传输速率比 CAN
14、 LS网络要大很多，例如 PSA的 AEE2004 电器架构中，CAN-I/S （ CAN - INTER SYSTEME ）网络就属于典型的 CAN HS网络， CAN-I/S网络中包含的主要是变速箱、发动机控制盒等一系列电控单元，要求数据的实时交换速率 较高，因此该网络典型的数据传输速率达到500Kbps 。7.1对示波器进行设置与前文中监测 CAN LS网络上的信号一样，此处依然设定Channel 2监测CAN_H，Channel 3监测CAN_L。基本的设置方法与前文中论述CAN LS网络时一致，有如下几个地方修要重新配置：（1） 旋转“水平”区域的“标度”按钮，调整信号的周期为100us。（2）短按【菜单】按键，设置如下：标识符=设置为488h （或其它CAN HS网络上的信息帧）（3） 短按总线区域的 【B1】按键，设置如下：阈值:CAN_L （3
