Details: Geschrieben von: Super User; Kategorie: STM32 Projekte; Veröffentlicht: 30. September 2014; Zugriffe: 94202

STM32 Projekte Bootloader CAN-Logger

STM32-CAN-Busadapter

Einleitung

Da ich mich in letzter Zeit vermehrt mit den Cortex-Arm-Prozessoren von ST befasse, musste nun wieder mein Lieblingsprojekt – ein CAN-Bus Interface - herhalten.
Als Ziel habe ich mir ein CAN-Bus Interface vorgenommen, welches sich vor kommerzielle Interfaces nicht verstecken muss, und mit der CANHacker Software von der Seite: http://www.canhack.net laufen soll.

Und das ist es nun, mein aktuelles Projekt: STM32-CAN

Anforderungen:

High-Speed und Low-Speed CAN-Bussystem sollen unterstützt werden. Konfiguration mittels DIP-Schalter oder Jumper auf dem Interface.
Abschlusswiderstand über DIP-Schalter zu schaltbar
CAN-Anschlussstecker erfolgt über ein 9-poliger SUB-D-Stecker (CIA Belegung)
USB-Schnittstelle incl. USB-Bootloader
Lawicel-Protokoll damit es mit der CANHacker Software läuft.
Status LED für die Anzeige von Tx und Rx auf dem CAN-Bus
STM32F105-RB Prozessor
STM-JTAG - Schnittstelle (ST-Link und U-Link kompatible mit eigenen Programmierstecker)
Spannungsversorgung über den USB-Anschlussstecker

Realisierung:

Für die CAN-Schnittstelle werden folgende CAN-Treiber verwendet:

LOW-Speed CAN-Treiber: TJA1055
Unterstützte Baudraten: 10 kBaud - 125 kBaud
Eindrahtbetrieb ist im Fehlerfall möglich
HIGH-Speed CAN-Treiber: PC82C250
Unterstützte Baudraten: 10 kBaud- 1 MBaud

Schaltplan:

Abb. 1.1 Schaltplan STM32-CAN Version V1.1

CAN-Anschlussstecker Belegung (SUB-D 9polig männlich):

Pin-Nr.	Beschreibung
1	nicht verwendet
2	CAN-LOW -Signal
3	GND (optional)
4	nicht verwendet
5	nicht verwendet
6	GND
7	CAN-HIGH Signal
8	nicht verwendet
9	nicht verwendet

Die Anbindung an den PC erfolgt mittels einer USB-Mini Buchse über die Hardware auch mit Spannung versorgt wird (+5 V).
Für die Umsetzung des Virtuellen Com Ports (VCP) werden die ST-Firmwaretreibern (OTG-Device-Host Firmware für STM32F105/F107) verwendet. Dies Paket beinhalte auch die Standard Peripherie Library in einer etwas aktuellern Version als die V3.5.0.

modifiziertes CANHacker Protokoll (basierend auf dem Lawicel-Protokoll)

Verarbeitung von 11-Bit Standard/29-Bit Extend-ID CAN-Botschaften (t/T)
feste Baudrate wird mit dem Sx-Befehl gesetzt (Befehl wird nur verarbeitet wenn der CAN-Kanal geschlossen ist:
- S0: 10 kBit
- S1: 20 kBit
- S2: 50 kBit
- S3: 100 kBit
- S4: 125 kBit
- S5: 250 kBit
- S6: 500 kBit
- S7: 33 kBit ==> CANHACKER verwendet hier: 800 kBit (Im CANHacker 800 kBit auswählen)
- S8: 95 kBit ==> CANHACKER verwendet hier: 1 MBit ( Im CANHacker 1 MBit auswähle)
- S9: 83 kBit ==> wird von CANHacker nicht unterstützt
- User Def.: Zur Zeit wird nur eine Benutzerdefinierte Einstellung unterstützt:
- 3333: 33,33 kBit/s
- 8333: 83,33 kBit/s
Listen-Only Modus wird unterstützt.
Timestamps werden unterstützt (über CANHacker konfigurierbar). Die Timetamps werden bei jedem neuen Verbindungsaufbau zurückgesetzt und laufen von 0-99s. Die Auflösung beträgt 1ms

Gehäuse

Das Gehäuse stammt vom Dennis T. - Vielen Dank dafür!

Abb. 1.2 Gehäuse für das STM32-CAN Board

3D Daten

Abb. 1.3 Gehäuse Entwurf für das STM32-CAN Board

Entwurfsdaten:

Deckel: deckel.stl
Boden: gehäuse.stl

obige Daten sind wohl zu klein (nur 7 mm) Hier sind die korrigierten Versionen (Danke Marco P.):
Deckel: AI3M_Deckel new.stl
Boden: AI3M_gehaeuse new.stl

Projekt-Status:

März 2013:

Protoypen Software wie oben beschrieben
Prototypen Leiterplatten sind beim PCB-Pool bestellt

August 2014:

modifizierte Firmware um das Interface als Gateway zwischen dem Low-Speed und Hight-Speed CAN in BMW-Fahrzeugen zu benutzen. Dazu wird einfach ein 2.Sub-D9 auf die LP gelötet und der Low-Speed-CAN dann direkt am DIP-Switch abgegriffen. Ausserdem werden die Botschaften die vom CAN-Hacker gesendet werden, auf beiden CAN-Schnittstellen ausgegeben. Ansonsten werden alle Nachrichten von der einen Seite zur anderen geroutet.

Abb.1.4 STM32-CAN modifziert für BMW-CAN-Gateway High-Low-Speed

April 2015:

STM32-Bootloader - Prototyp vom STM32 Online-Flasher auf die Supportseite gestellt (JavaApplet mit dem das Interface über USB geflasht werden kann)

November 2015:

2, Protoypen Version, neue Hardware V1.2:
- Bugfix VUSB, somit
- grüne LED hinzugefügt für den RX-Stauts ( blau ist dann der Tx-Status)
- Low-Speed CAN-Bus jetzt fest auf den SUB-D9 Stecker gelegt (somit entfällt obiger Umbau für ein Gateway)
Hier gehts zur Beschreibung der neuen Version: STM32-CAN neue Hardware Version V1.2

Dezember 2015:

STM32-CAN Flasher Tool überarbeitet und Online gestellt (s. Support)
CanAnalayer V24 - Online gestellt
- Button zum Abspeichern der Trace-Liste hinzugefügt. Speichert die Traceliste im CANHacker Trace-Format ab.

April 2016:

CanAnalyzer V26 - Online gestellt
- In der Trace-Liste kann jetzt im Kommentar Bereich eine ASCII-Darstellung der Datenbytes aktiviert werden.
(Der Dank für die Anregung geht an: surfjenser )
- Beim Abspeichern der RX-Liste / Trace Liste nun eine Warnung ausgeben, wenn die Datei schon existiert.
- Aktuell verwendete Baudrate wird nun in den RX-Liste und Trace-Liste mit abgespeichert.
- kleinere Bugfixes
- neuer Start-Trace Button
CanAnalayzer V27 in Vorbereitung (in Kürze im Support Bereich verfügbar)
- aktuelle Settings beim Verlassen merken und beim Erneuten Start verwenden (Ini-File)

März 2019:

2 weitere modifizierte Firmwares um das Interface mit dem CAN-Hacker als Gateway zwischen dem Low-Speed und Hight-Speed CAN zu nutzen erstellt (s. Supportbereich). Diesmal für Mercedes Benz Low-Speed (83,3kBit/s und 125 kBit/s). Mit dem CAN-Hacker wird die Baudrate für die High-Speedseite eingestellt und die Low-Speed seite ist entsprechend der verwendete Baudratre fest eingestellt.

Abb.1.5 STM32-CAN modifziert für MERCEDES CAN-Gateway High-Low-Speed (Lowspeed:83,3kBit/s oder 125kBit/s

Januar 2020:

Gehäuseentwurf von Dennis T. hinzugefügt.

Support

Die Support-Seite steht nur den angemeldeten Benutzern zur Verfügung. Dort finden sich die Downloads der aktuellen Firmware und eine Installations-Anleitung für das Interface.
Link zur STM32-CAN - Download Page

CAN-Analyzer

Zur Zeit ist ein eigener CAN-Logger in Arbeit. Das besondere wird die RX-Liste sein, bei der dann die aktuellsten Datenbytes grafisch hervorgehoben werden, und ältere Daten werden dann langsam unsichtbar. Dies vereinfacht dann ungemein das lokalisieren von bestimmten Datenbits wenn man im Auto die CAN-Botschaften analysiert.

Besondern Dank geht an Robert G. für die zur Verfügungstellung des Lazarus-Grundgerüst von dem Projekt, somit konnte ich mich voll auf die grafische Hervorhebung der aktuellen Daten in der RX-Liste konzentrieren.

Hier mal ein Vorschaubild von der RX-Liste:

Abb.1.4 Vorschau von der RX-Liste mit grafischer Hervorhebung von aktuellen Datenbytes

Funktionsumfang:
- Es werden alle Interfaces unterstützt, die das Lawicel-Protokoll verwenden (und die gleiche Hardware ID gesendet wird,
siehe Support-Page).
(unter Beachtung, dass ich ein leicht modifiziertes Protokoll für die Baudraten verwendet habe s.o. )
- RX-Liste
- RX-Trace
- Export der Listen/Traces
- Empfangsfilter (todo)
- eigene Botschaften senden (todo)

Es wird aber noch einige Zeit dauern, bis alles umgesetzt ist.

Die aktuellen Versionen stehen auf der STM32-Supportseite (s.o.) zum Download bereit.

Video: https://www.youtube.com/embed/uIO9P0yFNek

Vorab schon mal die Eagle-3D Bilder von der Leiterplatte:

Abb. 1.5 EAGLE-3D Ansicht von STM-CAN - Inteface Version 1.0 - Prototype

Abb.1.6 - Bestückseite STM-32-CAN Interface Version 1.0 - Prototype


Abb.1.7 Darstellung ca. original Größe

Fertige Leiterplatte:

Beim Layout hat sich ein kleiner Fehler eingeschlichen, der in der neuen Leiterplattenvariante behoben wird, bzw. in den Protoypenleiterplatten mit etwas Fädeldraht behoben wurde :-)

Abb.1.8 CAN-STM32 - Protoypenversion - V1.0 (manueller Umbau auf V1.1)

Aktuell habe ich wieder ein paar Prototoypen in obiger Ausführung vorrätig, die Ihr für inkl. Versand nach:
- Deutschland: 25,- EUR inkl. Versand (Brief)
- Europa: 30,- EUR inkl. Versand (DHL-Päckchen)
erwerben könnt. Wer kein PayPal verwenden will, kann mich auch über das Kontaktformular kontaktieren.

Der Lieferumfang entspricht in etwa obiger Abbildung Abb.1.8

Hinweise:
- Unversicherter Postversand
- Versand nur innerhalb der EU - Außerhalb der EU nur auf Anfrage
- Es handelt sich hierbei um einen Privatverkauf!
- Die gesetzliche Gewährleistung wird hiermit ausgeschlossen. Der Käufer akzeptiert dies mit Klick auf den "Jetzt kaufen" Button
- Das Interface wird vor dem Versand nochmal auf Funktion geprüft.

todos für die Zukunft:

Protokoll für die Benutzerdefinierten Baudrate erweitern
eigenenr CAN-Analyzer Software , quasi ein CAN-HACKER II :-)

Hardware Filter setzen (Mxxxxxxxx Akzeptanz-Code für STM32 setzen)
Hardeware Mask-Filter setzen (mxxxxxxxx Akzeptanz-Mask für STM32 setzen)
Manuelle Baudraten Auswahl (sxxyyzz) verallgemeinern , zur Zeit werden nur die Baudraten:
- 3333 = 33,33 kBaud
- 8333 = 83,33 kBaud
unterstüzt.
Remote Frames senden (rxxxl/Rxxxxxxxxl)
Listen Only Modus ( L[CR] )
Get Serialnumber auf CAN-Bus Interface ( N[CR])
Read Statusflags, dazu müsste aber erst mal ein komplettes Fehlerhandling implementiert werden ( F[CR])
virtuellen COM-Port durch ein HID-Device ersetzen, so das keine speziellen Treiber benötigt werden
Schnittstelle schreiben damit das Interface mit dem BUSMASTER läuft:
- die prinzipielle Einbindung in den Busmaster klappt schon mal
- jetzt muss noch eine STM32-CAN-Treiber DLL erstellt werden. Da ich kein Windows-Programmierer bin, kann das etwas dauern, bzw. ich könnte hier Unterstützung gebrauchen.