Linux下的can 设备测试

Linux下的can 设备测试

在Linux系统中，CAN总线接口设备作为网络设备被系统进行统一管理。在控制台下， CAN总线的配置和以太网的配置使用相同的命令。

can设备查看

# ifconfig –a

root@master:~# ifconfig -a
can0: flags=128<NOARP>  mtu 16
        unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 10  (UNSPEC)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

can1: flags=128<NOARP>  mtu 16
        unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 10  (UNSPEC)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

设置can设备的波特率

ifconfig can0 down
link set can0 up type can bitrate 500000

查看can设备状态

ip -details link show can0 

发送can消息（cansend）

cansend can0 123#000102030405060708

接收can消息 （candump）

candump can0

其他

#查到当前can网络 can0 can1，包括收发包数量、是否有错误等等
#ifconfig -a 
#关闭can设备；或使用ifconfig canX down
#ip link set canX down 
#开启can设备；或使用ifconfig canX up
#ip link set canX up 
#显示can设备详细信息；
#ip -details link show canX 
#设置can波特率
#ip link set canX up type can bitrate 250000 
#回环测试；
#canconfig canX ctrlmode loopback on 
# 重启can设备；
#canconfig canX restart 
#停止can设备；
#canconfig canX stop 
#查看can设备总线状态；
#canecho canX 
#接收can总线发来的数据；
#candump canX 
#发送数据；
#cansend canX --identifier=ID+数据 
//使用滤波器接收ID匹配的数据
#candump canX --filter=ID：mask

Linux 下can 编程 （语言）

由于系统将 CAN 设备作为网络设备进行管理，因此在 CAN 总线应用开发方面， Linux 提供了SocketCAN 接口，使得 CAN 总线通信近似于和以太网的通信，应用程序开发接口 更加通用，也更加灵活。使用socketCAN就像使用TCP/IP一样。

步骤一：使用socket函数，创建一个CAN套接字

CAN套接字需要使用到一个新的协议族，所以调任用socket(2)这个系统函数的时候需要将 PF_CAN 作为第一个参数。当前有两个 CAN 的协议可以选择,一个是原始套接字协议( raw socket protocol),另一个是广播管理协议 BCM(broadcast manager)。你可以这样来打开一个套接字:

s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);//或者
s = socket(PF_CAN, SOCK_DGRAM, CAN_BCM);

步骤二：将CAN套接字绑定某个CAN接口

在成功创建套接字之后，调用ioctl来指定can设备，然后使用 bind(2)函数将套接字绑定在某个 CAN 设备接口上。

步骤三：CAN数据的收发

在绑定 (CAN_RAW)或连接(CAN_BCM) 套接字之后,你可以在套接字上使用 read(2)/write(2) ,也可以使用send(2)/sendto(2)/sendmsg(2)和对应的 recvfrom操作。当然也会有 CAN 特有的套接字选项。CAN 帧结构体和套接字地址结构体定义在 include/linux/can.h中。
每一次通信都采用 can_ frame 结构体将数据封装成帧。

struct can_frame {
    
    
	canid_t can_id;/* 32 bit CAN_ID + EFF/RTR/ERR flags */
	__u8 can_dlc; / data length code: 0 … 8 */
	__u8 data[8] attribute((aligned(8)));
};

• can_id:0~28bit为扩展ID(11位基本ID+18位扩展ID)+29bit错误帧标志(0=data frame,1=error frame)+30bit为远程帧请求标志(1=rtr frame)+31bit帧格式标志(0 = standard, 1 = extended)。
• can_dlc:CAN报文数据长度，0~8范围。
• data: data[]数组,它的字节对齐是 64bit 的。所以,用户通过定义自己的结构体和共同体,可以轻松的访问 CAN 数据载荷。

CAN过滤器的使用

在绑定原始套接字的时候将会默认的filter将会接收所有的数据，修改该特性，必须包含<linux/can/raw.h>。过滤规则(过滤器)的定义在 include/linux/can.h 中:

struct can_filter {
    
    
	canid_t can_id;canid_t can_mask;
};

代码参考 ©

过滤器匹配规则:<received_can_id> & mask == can_id & mask

/* 1. 报文发送程序 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>

int main()
{
    
    
    int s, nbytes;
    struct sockaddr_can addr;
    struct ifreq ifr;
    struct can_frame frame[2] = {
    
    {
    
    0}};
    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
    //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);
    //生成两个报文
    frame[0].can_id = 0x11;
    frame[0]. can_dlc = 1;
    frame[0].data[0] = 'Y';
    frame[1].can_id = 0x22;
    frame[1]. can_dlc = 1;
    frame[1].data[0] = 'N';
    //循环发送两个报文
    while(1)
    {
    
    
        nbytes = write(s, &frame[0], sizeof(frame[0])); //发送 frame[0]
        if(nbytes != sizeof(frame[0]))
        {
    
    
            printf("Send Error frame[0]\n!");
            break; //发送错误，退出
        }
        sleep(1);
        nbytes = write(s, &frame[1], sizeof(frame[1])); //发送 frame[1]
        if(nbytes != sizeof(frame[0]))
        {
    
    
            printf("Send Error frame[1]\n!");
            break;
        }
        sleep(1);
    }
    close(s);
    return 0;
}

/* 2. 报文过滤接收程序 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>

int main()
{
    
    
    int s, nbytes;
    struct sockaddr_can addr;
    struct ifreq ifr;
    struct can_frame frame;
    struct can_filter rfilter[1];
    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));
    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]);
        }
    }
    close(s);
    return 0;
}

linux 下can编程（python）

安装can 包

pip install python-can

can 配置

1. in code

import can
can.rc['interface'] = 'socketcan'
can.rc['channel'] = 'vcan0'
can.rc['bitrate'] = 500000
from can.interface import Bus

bus = Bus()

或者

import can

bus = can.interface.Bus(bustype='socketcan', channel='vcan0', bitrate=500000)

2. Configuration File
   在Linux下的配置文件中进行配置，可能在以下路径。

~/can.conf

/etc/can.conf

$HOME/.can

$HOME/.canrc

library lib

[点击查看详情]

1. Bus
2. Message
3. Reading and Writing Messages
4. Asyncio support
5. Broadcast Manager
6. Error Handling
7. Bit Timing Configuration
8. Utilities
9. Internal AP

代码参考

#!/usr/local/bin/python3
import os
import can
import time
from threading import Thread
from datetime import datetime
 
 
can_id=0x666
is_extend_id=True
can_data=b'\x11\x22\x33\x44\x55\x66\x77\x88'
can_msg=can.Message(arbitration_id=can_id, is_extended_id=is_extend_id, data=can_data)


def sendcantest(canbus):
    while True:
        canbus.send(can_msg)
        time.sleep(0.2)

def recvcantestv(canbus1, canbus2):
    while True:
        canbus2.send(can_msg)
        canmsg = canbus1.recv(timeout=0.2)
        if canmsg:
            if canmsg.arbitration_id != can_msg.arbitration_id or canmsg.data != can_msg.data:
                print(f"{datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')[:-3]} can2->can1 {canmsg}==========error=============")
            else:
                print(f"can2->can1 success")
        else:
            print(f"{datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')[:-3]}{canmsg}==========error=============")
        time.sleep(0.01)
        canbus1.send(can_msg)
        canmsg = canbus2.recv(timeout=0.2)
        if canmsg:
            if canmsg.arbitration_id != can_msg.arbitration_id or canmsg.data != can_msg.data:
                print(f"{datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')[:-3]} can1->can2 {canmsg}==========error=============")
            else:
                print(f"can1->can2 success")
        else:
            print(f"{datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')[:-3]}{canmsg}==========error=============")
        time.sleep(0.01)

def main():
    #重启can设备进行复位
    can_command = f'ifconfig can0 down >/dev/null; ifconfig can0 up >/dev/null;'
    os.system(can_command)
    can_command = f'ifconfig can1 down >/dev/null; ifconfig can1 up >/dev/null;'
    os.system(can_command)

    #。can配置
    can1 = can.interface.Bus(bustype='socketcan', channel='can1', bitrate=500000)
    can2 = can.interface.Bus(bustype='socketcan', channel='can0', bitrate=500000)

    # can 接收线程
    #ts=Thread(target=sendcantest,args=(can1,))
    #ts.start()
    # can 发送线程
    tr=Thread(target=recvcantestv,args=(can2, can1))
    tr.start()



if __name__ == '__main__':
    main()
    while True:
        pass
        time.sleep(120)

参考链接

Linux ip 命令详解
Python can