1.功能簡(jiǎn)介
1.1功能概述
USBCAN-II C是集成2路CAN接口的工業(yè)級(jí)CAN-bus總線通訊接口卡。該型號(hào)CAN卡可兼容USB2.0總線全速規(guī)范，采用USBCAN-II C接口卡，PC可以通過USB接口快速連接至CAN-bus網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)控制、智能小區(qū)、汽車電子網(wǎng)絡(luò)等CAN-bus網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集的CAN-bus網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點(diǎn)。
USBCAN-II C接口卡是CAN-bus產(chǎn)品開發(fā)、CAN-bus數(shù)據(jù)分析的強(qiáng)大工具；同時(shí)具有體積小巧、即插即用等特點(diǎn)，也是便攜式系統(tǒng)用戶的最佳選擇。USBCAN-II C接口卡上自帶CAN接口電氣隔離保護(hù)模塊，使其避免由于瞬間過流/過壓而對(duì)設(shè)備造成損壞，增強(qiáng)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。
USBCAN-II C接口卡支持Windows 2000、XP、7、8、10等32位/64位操作系統(tǒng)。我公司為用戶提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序編程接口和完整的應(yīng)用示范代碼，含C#、LabVIEW、Python、Qt、VB.NET、VB、VC等開發(fā)例程示范，方便用戶進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)。
USBCAN-II C接口卡可使用GCANTools、CAN Test和CAN Pro通用測(cè)試軟件，可執(zhí)行CAN-bus報(bào)文的收發(fā)和監(jiān)測(cè)等功能。
1.2性能特點(diǎn)
（1）PC接口符合USB2.0全速規(guī)范，兼容USB1.1及USB3.0；
（2）集成2路CAN-bus接口，使用鳳凰端子接線方式；
（3）支持CAN2.0A和CAN2.0B幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（4）CAN-bus通訊波特率在5Kbps~1Mbps之間任意可編程；
（5）使用USB總線電源供電，或供電不足時(shí)增加外接電源(+9-24V DC，130mA)；
（6）CAN-bus接口采用電氣隔離，隔離模塊絕緣電壓：3000V DC；
（7）靜電放電抗擾度等級(jí)：接觸放電±4KV，空氣放電±8KV；
（8）電快速瞬變脈沖群抗擾度等級(jí)：CAN總線接口±2KV；
（9）浪涌抗擾度等級(jí)：CAN總線接口±4KV；
（10）最高接收數(shù)據(jù)流量：8000 fps；
（11）支持Win2000、WinXP、Win7、Win8、Win10等Windows操作系統(tǒng)；
（12）支持GCANTools、CAN Test、CAN Pro測(cè)試軟件；
（13）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；
1.3典型應(yīng)用
（1）CAN-bus網(wǎng)絡(luò)診斷與測(cè)試
（2）汽車電子應(yīng)用
（3）電力通訊網(wǎng)絡(luò)
（4）工業(yè)控制設(shè)備
（5）高速、大數(shù)據(jù)量通訊
2.設(shè)備安裝
本章介紹了USB-CAN接口卡與電腦連接的方法及初次使用電腦連接USB-CAN接口卡時(shí)的注意事項(xiàng)。
2.1設(shè)備尺寸
設(shè)備外形尺寸：(長，含接線端子)104.5mm*(寬)66mm*(高)27mm，其示意圖如圖2.1所示。
圖2.1 USBCAN-II C外形尺寸
2.2接口定義及功能
USBCAN-II C接口卡集成1路USB接口、一路+9-24V DC輔助電源接口及2路標(biāo)準(zhǔn)CAN-bus接口。CAN-bus接口由1個(gè)6 Pin插拔式接線端子引出，可以用于連接2個(gè)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)或者CAN-bus接口的設(shè)備。
USBCAN-II C各接口位置及定義如圖2.2、圖2.3及表2.1、表2.2所示。
圖2.2 USB及輔助電源接口位置
表2.1 USB及輔助電源接口定義
圖2.3 CAN-bus接口位置
表2.2 USBCAN-II C接口卡的CAN-bus信號(hào)分配
2.3驅(qū)動(dòng)及軟件安裝
驅(qū)動(dòng)及軟件安裝之前，請(qǐng)用戶確保自己登陸windows的賬戶是超級(jí)管理員，或用戶賬戶有安裝驅(qū)動(dòng)及軟件的相關(guān)權(quán)限，否則可能導(dǎo)致安裝失敗。
確認(rèn)windows賬戶權(quán)限的方法：控制面板-用戶賬戶。
2.3.1驅(qū)動(dòng)及軟件安裝
用戶需手動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)入光盤中的“驅(qū)動(dòng)driver”文件夾，選擇與系統(tǒng)對(duì)應(yīng)（32/64位）的安裝文件（DriverSetup.exe/DriverSetup64.exe）進(jìn)行手動(dòng)安裝。
用戶可以直接在光盤中找到GCANTools、CAN Test和CAN Pro軟件并安裝，軟件具體安裝及使用方法詳見相應(yīng)文件夾中的“軟件使用說明”，安裝前請(qǐng)先閱讀“安裝必讀”。
2.3.2驅(qū)動(dòng)及軟件卸載
用戶可以通過運(yùn)行上方DriverSetup.exe/DriverSetup64.exe后點(diǎn)擊“卸載”按鈕卸載安裝好的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。
用戶可通過“添加/刪除程序”（XP）或“程序和功能”（win7）中找到GCANTools、CAN Test和CAN Pro軟件對(duì)其進(jìn)行卸載。
客戶也可以通過安裝GCANTools軟件來安裝驅(qū)動(dòng)，軟件安裝完成后會(huì)自動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)的。
驅(qū)動(dòng)、軟件正常安裝后，將設(shè)備插入PC的USB接口，即可在PC設(shè)備管理器中發(fā)現(xiàn)新USBCAN設(shè)備，驅(qū)動(dòng)名稱:“GCAN USBCAN Device”，如無黃色嘆號(hào)或問號(hào)即表示設(shè)備驅(qū)動(dòng)正常，USBCAN設(shè)備已與PC正常連接。
3.設(shè)備使用
3.1與PC連接
USBCAN-II C接口卡具有即插即用的特點(diǎn)，因此用戶可以使用PC機(jī)的USB接口直接向USBCAN-II C接口卡供電；若USB供電不足，則需選用外部電源供電方式。
3.1.1USB總線供電模式
USB總線供電模式適合于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，例如，當(dāng)USBCAN-II C接口卡是USB端口連接的唯一設(shè)備時(shí)。
將PC與USBCAN-II C接口卡通過隨機(jī)附帶的USB電纜直接連接，由USB電纜向USBCAN-II C接口卡提供+5V電源；此時(shí)，指示燈PWR、SYS點(diǎn)亮，表示設(shè)備工作正常且處于待連接狀態(tài)。
3.1.2外部電源供電模式
外部電源供電模式適合于PC機(jī)使用了USB總線集線器（HUB），或者已經(jīng)連接了多個(gè)USB終端設(shè)備，而導(dǎo)致USB端口不能夠向USBCAN-II C接口卡提供足夠電流的場(chǎng)合。
使用外部電源(+9V-24V DC，200mA)連接到USBCAN-II C接口卡的+9V-24 DC電源插座，此時(shí)指示燈PWR、SYS點(diǎn)亮；然后將PC與USBCAN-II C接口卡通過隨機(jī)附帶的USB電纜連接，USBCAN-II C接口卡即可正常工作。
3.2與CAN-bus連接
USBCAN-II C接入CAN總線時(shí)只需將CAN_H連CAN_H，CAN_L連CAN_L即可建立通信。
CAN-bus網(wǎng)絡(luò)采用直線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線最遠(yuǎn)的2個(gè)終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節(jié)點(diǎn)數(shù)目大于2，中間節(jié)點(diǎn)不需要安裝120Ω的終端電阻。對(duì)于分支連接，其長度不應(yīng)超過3米。CAN-bus總線的連接見圖3.1所示。
圖3.1 CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
注意：CAN-bus電纜可以使用普通雙絞線、屏蔽雙絞線。理論最大通信距離主要取決于總線波特率，最大總線長度和波特率關(guān)系詳見表3.1。若通訊距離超過1Km，應(yīng)保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規(guī)格應(yīng)根據(jù)距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當(dāng)加大。
表3.1波特率與最大總線長度參照表
3.3CAN總線終端電阻
為了增強(qiáng)CAN通訊的可靠性，消除CAN總線終端信號(hào)反射干擾，CAN總線網(wǎng)絡(luò)最遠(yuǎn)的兩個(gè)端點(diǎn)通常要加入終端匹配電阻，如圖3.2所示。終端匹配電阻的值由傳輸電纜的特性阻抗所決定。例如雙絞線的特性阻抗為120Ω，則總線上的兩個(gè)端點(diǎn)也應(yīng)集成120Ω終端電阻。
圖3.2 USBCAN-II C與其他CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接
注意：USBCAN-II C內(nèi)部已集成120Ω終端電阻，可通過撥碼開關(guān)選擇是否將電阻接入總線，撥碼開關(guān)在6pin端子旁邊，R1、R2分別為CAN1、CAN2的終端電阻，撥到ON的位置即可將電阻啟用。
3.4系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
USBCAN-II C接口卡具有1個(gè)PWR指示燈、1個(gè)SYS指示燈、1個(gè)CAN1指示燈、1個(gè)CAN2指示燈來指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。這4個(gè)指示燈的具體指示功能見表3.2，這4個(gè)指示燈處于各種狀態(tài)下時(shí)，CAN總線的狀態(tài)如表3.3所示。
表3.2 USBCAN-II C接口卡指示燈
USBCAN-II C接口卡上電后，PWR點(diǎn)亮,同時(shí)系統(tǒng)初始化狀態(tài)指示燈SYS點(diǎn)亮，表明設(shè)備已經(jīng)供電，系統(tǒng)正在初始化；否則，表示存在系統(tǒng)電源故障或系統(tǒng)發(fā)生有嚴(yán)重的錯(cuò)誤。
正常燈的狀態(tài)：上電后，PWR燈先亮，四個(gè)燈同時(shí)亮一下，最后PWR和SYS燈常亮，打開軟件啟動(dòng)設(shè)備后PWR常亮，SYS燈閃爍。
USB接口連接正常后，當(dāng)USB總線有數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，USB信號(hào)指示燈SYS會(huì)閃爍。
當(dāng)CAN1或CAN2有數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)，對(duì)應(yīng)的CAN1、CAN2指示燈會(huì)有閃爍。
表3.3 USBCAN-II C接口卡指示燈狀態(tài)
4.GCANTools軟件使用
GCANTools軟件是我公司針對(duì)windows平臺(tái)開發(fā)的專用調(diào)試分析軟件，使用該軟件，用戶可以直觀，快速的進(jìn)行CAN總線數(shù)據(jù)收發(fā)。軟件極易使用且擴(kuò)展功能非常豐富，用戶可以很快上手使用。本章將對(duì)GCANTools主要功能做介紹。
4.1軟件啟動(dòng)
1.如用戶已安裝GCANTools軟件，可以通過雙擊桌面上的“GCANTools”圖標(biāo)打開軟件。
2.選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)備類型后，點(diǎn)擊“打開設(shè)備”即可在設(shè)備列表中出現(xiàn)已經(jīng)插入電腦USB接口的CAN設(shè)備。
3.選擇工作模式。軟件提供3種工作模式可選：正常模式、只聽模式、自發(fā)自收模式。正常模式用于正常使用軟件數(shù)據(jù)收發(fā)；只聽模式用于監(jiān)聽總線且不可發(fā)送數(shù)據(jù)，USBCAN設(shè)備不作為CAN總線節(jié)點(diǎn)，不發(fā)送應(yīng)答和時(shí)鐘信號(hào)；自發(fā)自收模式用于測(cè)試USBCAN設(shè)備CAN通信是否正常。
4.選擇波特率。用戶需要按實(shí)際接入的總線的波特率進(jìn)行設(shè)置，如波特率與總線不匹配，則無法正常通信，甚至干擾總線。如需自定義波特率，請(qǐng)與我公司聯(lián)系。當(dāng)用戶并不知道總線波特率時(shí)，也可使用自動(dòng)識(shí)別波特率功能進(jìn)行掃描。
5.自動(dòng)識(shí)別波特率。如您不清楚目標(biāo)設(shè)備的波特率，可使用自動(dòng)識(shí)別波特率功能。自動(dòng)識(shí)別波特率有“普通靜默模式識(shí)別”和“增強(qiáng)模式識(shí)別”兩種模式可供選擇。“普通靜默模式識(shí)別”的環(huán)境要求為，CAN總線上至少有兩個(gè)被測(cè)設(shè)備且互相之間可以正常通訊，要求總線上有活躍的CAN數(shù)據(jù)。“增強(qiáng)模式識(shí)別”的環(huán)境要求為，被測(cè)設(shè)備上電且CAN通道工作正常，但不要求設(shè)備主動(dòng)發(fā)送CAN數(shù)據(jù)，也不要求總線上有活躍的CAN數(shù)據(jù)。自動(dòng)識(shí)別前請(qǐng)確保接線正確，且總線上連入兩個(gè)120歐姆電阻。您可在不對(duì)CAN總線系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備上電的前提下，使用萬用表對(duì)線路CANL與CANH兩端的電阻值進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)為60歐姆左右。
請(qǐng)注意，對(duì)于汽車的CAN總線系統(tǒng)，請(qǐng)選擇“普通靜默模式識(shí)別”來識(shí)別波特率。使用“增強(qiáng)模式識(shí)別”可能會(huì)造成車輛儀表報(bào)錯(cuò)。
4.2數(shù)據(jù)收發(fā)
接收和發(fā)送界面是GCANTools的主要功能，在此界面，用戶可以直觀的看到接收到的CAN報(bào)文，以及通過普通發(fā)送或列表發(fā)送的方式，向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)。
除以上基本功能外，軟件還具有發(fā)送文件功能。文件發(fā)送分為普通文件發(fā)送及批處理文件發(fā)送。普通文件發(fā)送可以向總線上的節(jié)點(diǎn)發(fā)送文件，用戶可以基于此功能開發(fā)CAN總線程序燒錄軟件；批處理文件發(fā)送可以將用戶保存的批處理文件（.can）按保存時(shí)的時(shí)序及數(shù)據(jù)重新發(fā)送回CAN總線，批處理文件保存詳見4.4。
批處理文件發(fā)送應(yīng)用舉例：
4.3總線分析功能
具有總線診斷功能，可以檢測(cè)到總線錯(cuò)誤幀以及總線仲裁丟失位，實(shí)現(xiàn)了比較全面的CAN總線分析。
CAN總線狀態(tài)顯示：指示當(dāng)前CAN總線狀態(tài)包括：總線正常、被動(dòng)錯(cuò)誤、主動(dòng)錯(cuò)誤、總線關(guān)閉。
CAN控制器內(nèi)部FIFO溢出：某一段時(shí)間內(nèi)的總線報(bào)文過于密集，導(dǎo)致USBCAN來不及接收，發(fā)生報(bào)文丟失。
CAN控制器錯(cuò)誤報(bào)警：總線發(fā)生多次發(fā)送錯(cuò)誤或接收錯(cuò)誤，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器超出報(bào)警閾值，并能顯示錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值。
CAN控制器消極錯(cuò)誤：總線發(fā)生多次發(fā)送錯(cuò)誤或接收錯(cuò)誤，導(dǎo)致CAN控制器進(jìn)入錯(cuò)誤消極狀態(tài)，并能顯示錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值。
CAN控制器仲裁丟失：本節(jié)點(diǎn)與其他設(shè)備在競(jìng)爭(zhēng)總線時(shí)失敗，待發(fā)報(bào)文將在下一次總線空閑時(shí)嘗試發(fā)送，能捕捉到相應(yīng)的錯(cuò)誤位信息并顯示出來。
CAN控制器總線錯(cuò)誤：總線發(fā)生一次發(fā)送錯(cuò)誤或接收錯(cuò)誤，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的值將累加，并能捕捉錯(cuò)誤的位信息，比如ACK、CRC、位界定錯(cuò)誤信息。
CAN數(shù)據(jù)緩沖區(qū)溢出：由于一段時(shí)間未與PC交換數(shù)據(jù)，導(dǎo)致設(shè)備存儲(chǔ)的報(bào)文數(shù)目超出硬件容量限制，新接收的報(bào)文將覆蓋最早的報(bào)文。
4.4其他功能
GCANTools軟件擴(kuò)展功能極為豐富，且都很方便易用，靈活運(yùn)用這些擴(kuò)展功能可以幫助用戶方便快速的分析數(shù)據(jù)。
保存數(shù)據(jù)/實(shí)時(shí)保存：可保存接收列表，保存格式有：txt、can、excel、二進(jìn)制、ASC、BLF。
暫停顯示：可暫停接收列表的滾動(dòng)。
顯示模式：可選滾動(dòng)模式和列表模式，列表模式可按規(guī)則將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分類。清除：可清除當(dāng)前接收列表中的數(shù)據(jù)。
濾波設(shè)置：通過編輯濾波ID的方式，實(shí)現(xiàn)多段濾波。高級(jí)屏蔽：通過屏蔽ID的方式，不顯示已屏蔽的ID。顯示錯(cuò)誤幀：可顯示/隱藏總線上的錯(cuò)誤幀。
雙通道合并：雙通道合并接收數(shù)據(jù)，可保存在同一文件中，發(fā)送文件時(shí)根據(jù)保存文件的通道同時(shí)發(fā)送。
顯示錯(cuò)誤幀：可顯示/隱藏總線上的錯(cuò)誤幀。
請(qǐng)注意：USBCAN-II C不支持CanOpen和OBD功能；GCANTools軟件更多功能詳述請(qǐng)查看“GCANTools軟件使用手冊(cè)”。
5.二次開發(fā)
我公司為二次開發(fā)的用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的接口函數(shù)庫，包括：ECANVCI.h、ECANVCI.lib、ECANVCI.dll。該接口函數(shù)庫均為標(biāo)準(zhǔn)格式，用戶可以在VC、VB等編程環(huán)境中，對(duì)這些接口函數(shù)聲明調(diào)用，具體使用方法詳見“ECAN動(dòng)態(tài)庫使用手冊(cè)”。圖5.1為常用結(jié)構(gòu)體名稱及函數(shù)庫調(diào)用流程。
圖5.1二次開發(fā)函數(shù)調(diào)用
6.技術(shù)規(guī)格
