CN106991065B - 通过usb上位机与带can和/或lin总线设备通讯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法，包括：系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化；在第一时间阈值内检测FLASH存储区内是否有APP程序；如果否，通过USB上位机命令，在第二时间阀值内运行APP下载协议分析处理程序；否则，对APP程序进行初始化，等待USB端口数据，触发数据处理程序；系统依次判断进入的工作状态，进入到当前工作模式子程序。本发明通过USB端口连接电脑上位机，按照预先设定的协议参数，对CAN总线模块和/或LIN总线模块的参数配置进行修改，使用CAN和/或LIN总线通讯测试验证，实现数据透传，当遇到CAN和/或LIN总线发送或接收数据出错时，上位机就可读取错误，协助用户分析总线出错原因，发明具备远程升级的功能。
Description
技术领域
本发明涉及通讯控制技术领域，尤其涉及一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法。
背景技术
USB端口与CAN总线端口或LIN总线端口之间的通信传输必须依赖于数据信号的转换，二者发送的数据格式不一致，传输控制的协议也不一致，在现有技术中，USB端口转CAN总线和/或LIN总线，一般结构比较复杂，在转换过程中存在漏洞，经常性出现死机、退出程序或程序终止现象，且程序无法升级，对于后续的使用带来不便，因此，现有技术需要改进。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法，以解决现有技术中存在的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法，包括：
系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化，所述BOOTLOADER区为系统实现远程更新的模块；
在设定的第一时间阈值内检测FLASH存储区内是否有APP程序，所述FLASH存储区存储CAN总线模块和/或LIN总线模块的配置参数数据、APP程序，所述APP程序用于实现USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备之间的通讯，所述第一时间阈值为10ms；
如果否，则通过USB上位机命令，触发APP下载协议分析处理程序，在第二时间阀值内运行APP下载协议分析处理程序，直至FLASH存储区内发现APP程序；
如果是，则对APP程序进行初始化，等待USB端口数据，触发数据处理程序，所述触发数据处理程序在设定的第二时间阈值内发送至USB端口，所述第二时间阈值为1ms；
当到达设定的第一时间阈值后，系统依次判断进入的工作状态，当检测到某一工作状态后，进入到当前状态的工作模式子程序。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述对APP程序进行初始化包括：系统时钟初始化、系统中断分组初始化、串口初始化、定时器初始化、CAN总线模块初始化和/或LIN总线模块初始化。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述工作状态包括：APP检测程序状态、APP下载协议分析处理程序状态、CAN总线模块数据通道状态、和/或CAN总线模块配置通道状态、和/或LIN总线模块数据通道状态、和/或LIN总线模块配置通道状态、进入BOOTLOADER检测状态。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述APP下载协议分析处理程序状态包括：
系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化，在设定的第一时间阈值检测FLASH存储区是否存在APP程序；
如果存在，则跳转到APP程序中；
如果不存在则说明校验失败或参数烧录过程中失败，MCU重启后等待上位机烧写命令，执行APP下载协议分析处理程序；
当接到上位机命令，依次执行上位机命令，运行下载协议分析处理程序，上位机命令包括：BOOTLOADER判断命令、FLASH擦除命令、FLASH编程命令、复位命令，上位机下载APP程序到MCU需要依次发送上位机命令；
当接收到的数据符合既定协议，则存储数据，否则抛弃数据；
当正确接收到一串命令后，MCU根据上位机命令发送应答；
如果接收两条命令之间的时间超过60s，则抛弃数据，同时认为烧录失败，并进入低功耗模式。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述CAN总线模块数据通道状态包括：
CAN总线上有需要接收的数据，系统根据用户设定的配置参数接收数据，系统接收数据时通过用户设置的ID和ID MASK过滤总线上的数据；
接收的数据符合用户设定的CAN总线配置，则将数据保存到缓冲区中，然后通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中；
电脑端上位机通过USB端口发送CAN总线数据到CAN总线数据发送通道；
MCU根据ID号分析ID号类型，并将待发送数据保存到USB端口接收缓冲区中；
根据协议计算待发送数据的发送次数，并按照发送次数将待发送数据封装到CAN总线数据发送缓冲区，等待CAN总线空闲后发送。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述CAN总线模块配置通道状态包括：
电脑端上位机通过USB端口发送CAN总线的配置命令；
如果校验位正确，则保存配置到MCU缓冲区；
依次设置CAN总线的速率配置，ID MASK滤波器设置，ID滤波器设置和模式设置，所述模式设置的默认模式为监听模式，在监听模式下不对所有ID进行滤波，监听总线上所有数据；
触发USB端口通讯，通过USB端口发送数据，直至所有数据发送完毕。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述LIN总线模块数据通道状态包括：
LIN总线上有需要接收的数据，将LIN总线数据保存到缓冲区；
根据LIN总线协议处理数据，并发送数据，如果MCU接收到上位机发送命令后，处于主机模式下，需要先发送间隔符，然后发送上位机要求发送的数据；
数据发送成功后，MCU通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述LIN总线模块配置通道状态包括：
电脑端上位机通过USB端口发送LIN总线的配置命令；
如果校验位正确，则保存配置到MCU缓冲区；
依次设置LIN总线的主从机模式配置，从机地址配置，通讯速率配置，配置成功后，MCU将反馈应答给上位机；
触发USB端口通讯，通过USB端口发送数据，直至所有数据发送完毕。
基于本发明上述通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例中，所述进入BOOTLOADER检测状态包括：
电脑端上位机通过USB端口发送进入BOOTLOADER区状态的命令；
如果校验正确，则MCU依次向单片机发送三次复位命令，如果3条命令中任何一条被打断，MCU将不会进入在BOOTLOADER区，停留在APP中继续运行；
如果三个复位命令均置位，则MCU复位单片机，且停留在BOOTLOADER区中。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明通过USB端口连接电脑上位机，按照预先设定的协议参数，对CAN总线模块和/或LIN总线模块的参数配置进行修改，使用CAN总线和/或LIN总线通讯测试验证，能够实现数据透传。当遇到CAN总线和/或LIN总线发送或接收数据出错时，通过上位机就可读取CAN总线和/或LIN总线模块发生的错误，协助用户分析总线出错原因，设置的参数被保存到单片机的FLASH中，可掉电保存，不需重复配置，以适应用户在各种应用场合。发明具备远程升级的功能，方便实用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的一个实施例的流程图。
图2是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例的流程图。
图3是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图。
图4是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图。
图5是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图。
图6是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图。
图7是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法进行更详细地说明。
图1是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的一个实施例的流程图，如图1所示，该实施例的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法包括：
10，系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化，所述BOOTLOADER区为系统实现远程更新的模块；
11，在设定的第一时间阈值内检测FLASH存储区内是否有APP程序，所述FLASH存储区存储CAN总线模块和/或LIN总线模块的配置参数数据、APP程序，所述APP程序用于实现USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备之间的通讯，所述第一时间阈值为10ms；
12，如果否，则通过USB上位机命令，触发APP下载协议分析处理程序，在第二时间阀值内运行APP下载协议分析处理程序，直至FLASH存储区内发现APP程序；
13，如果是，则对APP程序进行初始化，等待USB端口数据，触发数据处理程序，所述触发数据处理程序在设定的第二时间阈值内发送至USB端口，所述第二时间阈值为1ms，所述对APP程序进行初始化包括：系统时钟初始化、系统中断分组初始化、串口初始化、定时器初始化、CAN总线模块初始化和/或LIN总线模块初始化；
14，当到达设定的第一时间阈值后，系统依次判断进入的工作状态，当检测到某一工作状态后，进入到当前状态的工作模式子程序，系统以第一时间阈值为时间间隔检测系统的运行的状态，以便在不同的状态中切换。
在本实施例中，系统的工作状态包括：APP检测程序状态、APP下载协议分析处理程序状态、CAN总线模块数据通道状态、和/或CAN总线模块配置通道状态、和/或LIN总线模块数据通道状态、和/或LIN总线模块配置通道状态、进入BOOTLOADER检测状态，系统以10ms和1ms为间隔，其中每10ms检测系统的运行的状态，以便在不同的状态中切换，每1ms系统将检测USB串口发送触发模式，所以系统在这7种状态中不停的运行，在不同的状态中运行各个状态的子程序，各个状态之间不会发生冲突，有序的执行电脑端上位机通过USB串口发送过来的命令，或者将接收到总线上的数据根据工作模式反馈到上位机。
图2是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的另一个实施例的流程图，如图2所示，所述APP下载协议分析处理程序状态包括：
20，系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化，在设定的第一时间阈值检测FLASH存储区是否存在APP程序，系统以10ms为检测时长阈值，当10ms检测时间到达后，检测单片机FLASH中的APP程序；
21，如果存在，则跳转到APP程序中，执行APP程序；
22，如果不存在，则说明校验失败或参数烧录过程中失败，MCU重启后等待上位机烧写命令，执行APP下载协议分析处理程序，需要上位机发送命令，为保证能够接收到上位机的命令，需要数据传输协议符合要求，系统与上位机能够实现数据传输；
23，当接到上位机命令，依次执行上位机命令，运行下载协议分析处理程序，上位机命令包括：BOOTLOADER判断命令、FLASH擦除命令、FLASH编程命令、复位命令，上位机下载APP程序到MCU需要依次发送上位机命令；
24，当接收到的数据符合既定协议，则存储数据，否则抛弃数据；
25，当正确接收到一串命令后，MCU根据上位机命令发送应答；
26，如果接收两条命令之间的时间超过60s，则抛弃数据，同时认为烧录失败，并进入低功耗模式。
图3是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图，如图3所示，所述CAN总线模块数据通道分为数据发送通道和数据接收通道，CAN总线模块数据通道状态包括：
30，CAN总线上有需要接收的数据，系统根据用户设定的配置参数接收数据，系统接收数据时通过用户设置的ID和ID MASK过滤总线上的数据；
31，接收的数据符合用户设定的CAN总线配置，则将数据保存到缓冲区中，然后通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中；
32，电脑端上位机通过USB端口发送CAN总线数据到CAN总线数据发送通道；
33，MCU根据ID号分析ID号类型，并将待发送数据保存到USB端口接收缓冲区中；
34，根据协议计算待发送数据的发送次数，并按照发送次数将待发送数据封装到CAN总线数据发送缓冲区，等待CAN总线空闲后发送。
图4是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图，如图4所示，所述CAN总线模块配置通道状态包括：
40，电脑端上位机通过USB端口发送CAN总线的配置命令；
41，如果校验位正确，则保存配置到MCU缓冲区；
42，依次设置CAN总线的速率配置，ID MASK滤波器设置，ID滤波器设置和模式设置，所述模式设置的默认模式为监听模式，在监听模式下不对所有ID进行滤波，监听总线上所有数据；
43，触发USB端口通讯，通过USB端口发送数据，直至所有数据发送完毕。
图5是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图，如图5所示，所述LIN数据通道分为数据发送通道和数据接收通道，所述LIN总线模块数据通道状态包括：
50，LIN总线上有需要接收的数据，将LIN总线数据保存到缓冲区，在接收LIN总线上数据时，无论当前用户配置的是主机模式还是从机模式，都将保存数据，且不需要用户发送读取LIN总线数据命令，MCU将自动通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中；
51，在LIN总线数据发送通道，根据LIN总线协议处理并发送数据，如果MCU接收到上位机发送命令后，处于主机模式下，需要先发送间隔符，然后发送上位机要求发送的数据；
52，数据发送成功后，MCU通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中。
图6是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图，如图6所示，所述LIN总线模块配置通道状态包括：
60，电脑端上位机通过USB端口发送LIN总线的配置命令；
61，如果校验位正确，则保存配置到MCU缓冲区；
62，依次设置LIN总线的主从机模式配置，从机地址配置，通讯速率配置，配置成功后，MCU将反馈应答给上位机；
63，触发USB端口通讯，通过USB端口发送数据，直至所有数据发送完毕。
图7是本发明的通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法的又一个实施例的流程图，如图7所示，所述进入BOOTLOADER检测状态包括：
70，电脑端上位机通过USB端口发送进入BOOTLOADER区状态的命令；
71，如果校验正确，则MCU依次向单片机发送三次复位命令，如果3条命令中任何一条被打断，MCU将不会进入在BOOTLOADER区，停留在APP中继续运行；
72，如果三个复位命令均置位，则MCU复位单片机，且停留在BOOTLOADER区中。
本发明通过专用上位机或使用电脑的USB串口监控软件，对CAN总线或LIN总线的相关配置进行修改，自动发送和接收CAN总线或LIN总线上的数据，接收到的数据将根据工作模式反馈给上位机，LIN总线还支持多于8字节的数据透传，可以满足使用CAN总线和LIN总线通讯测试验证，能够进行数据透传。当遇到CAN和/或LIN总线发送或接收数据出错时，通过上位机就可读取通讯盒CAN和/或LIN总线模块发生的错误，协助用户分析总线出错原因。用户所设置的参数将被保存到单片机的FLASH中，可掉电保存，不需重复配置，并支持两种工作模式，分别是监听模式和正常模式，以适应用户在各种应用场合的使用。同时，为了降低系统在使用过程中可能存在的漏洞，且因程序无法升级所带来的风险，本系统具备远程升级的功能。
以上对本发明所提供的一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种通过USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备通讯的方法，其特征在于，包括：
系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化，所述BOOTLOADER区为系统实现远程更新的模块；
在设定的第一时间阈值内检测FLASH存储区内是否有APP程序，所述FLASH存储区存储CAN总线模块和/或LIN总线模块的配置参数数据、APP程序，所述APP程序用于实现USB上位机与带CAN和/或LIN总线设备之间的通讯，所述第一时间阈值为10ms；
如果否，则通过USB上位机命令，触发APP下载协议分析处理程序，在第二时间阀值内运行APP下载协议分析处理程序，直至FLASH存储区内发现APP程序；
如果是，则对APP程序进行初始化，等待USB端口数据，触发数据处理程序，所述触发数据处理程序在设定的第二时间阈值内发送至USB端口，所述第二时间阈值为1ms；
当到达设定的第一时间阈值后，系统依次判断进入的工作状态，当检测到某一工作状态后，进入到当前状态的工作模式子程序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对APP程序进行初始化包括：系统时钟初始化、系统中断分组初始化、串口初始化、定时器初始化、CAN总线模块初始化和/或LIN总线模块初始化。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作状态包括：APP检测程序状态、APP下载协议分析处理程序状态、CAN总线模块数据通道状态、和/或CAN总线模块配置通道状态、和/或LIN总线模块数据通道状态、和/或LIN总线模块配置通道状态、进入BOOTLOADER检测状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述APP下载协议分析处理程序状态包括：
系统上电，对BOOTLOADER区进行初始化，在设定的第一时间阈值检测FLASH存储区是否存在APP程序；
如果存在，则跳转到APP程序中；
如果不存在，则说明校验失败或参数烧录过程中失败，MCU重启后等待上位机烧写命令，执行APP下载协议分析处理程序；
当接到上位机命令，依次执行上位机命令，运行下载协议分析处理程序，上位机命令包括：BOOTLOADER判断命令、FLASH擦除命令、FLASH编程命令、复位命令，上位机下载APP程序到MCU需要依次发送上位机命令；
当接收到的数据符合既定协议，则存储数据，否则抛弃数据；
当正确接收到一串命令后，MCU根据上位机命令发送应答；
如果接收两条命令之间的时间超过60s，则抛弃数据，同时认为烧录失败，并进入低功耗模式。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CAN总线模块数据通道状态包括：
CAN总线上有需要接收的数据，系统根据用户设定的配置参数接收数据，系统接收数据时通过用户设置的ID和ID MASK过滤总线上的数据；
接收的数据符合用户设定的CAN总线配置，则将数据保存到缓冲区中，然后通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中；
电脑端上位机通过USB端口发送CAN总线数据到CAN总线数据发送通道；
MCU根据ID号分析ID号类型，并将待发送数据保存到USB端口接收缓冲区中；
根据协议计算待发送数据的发送次数，并按照发送次数将待发送数据封装到CAN总线数据发送缓冲区，等待CAN总线空闲后发送。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CAN总线模块配置通道状态包括：
电脑端上位机通过USB端口发送CAN总线的配置命令；
如果校验位正确，则保存配置到MCU缓冲区；
依次设置CAN总线的速率配置，ID MASK滤波器设置，ID滤波器设置和模式设置，所述模式设置的默认模式为监听模式，在监听模式下不对所有ID进行滤波，监听总线上所有数据；
触发USB端口通讯，通过USB端口发送数据，直至所有数据发送完毕。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述LIN总线模块数据通道状态包括：
LIN总线上有需要接收的数据，将LIN总线数据保存到缓冲区；
根据LIN总线协议处理数据，并发送数据，如果MCU接收到上位机发送命令后，处于主机模式下，需要先发送间隔符，然后发送上位机要求发送的数据；
数据发送成功后，MCU通过USB端口反馈数据到电脑端上位机中。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述LIN总线模块配置通道状态包括：
电脑端上位机通过USB端口发送LIN总线的配置命令；
如果校验位正确，则保存配置到MCU缓冲区；
依次设置LIN总线的主从机模式配置，从机地址配置，通讯速率配置，配置成功后，MCU将反馈应答给上位机；
触发USB端口通讯，通过USB端口发送数据，直至所有数据发送完毕。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进入BOOTLOADER检测状态包括：
电脑端上位机通过USB端口发送进入BOOTLOADER区状态的命令；
如果校验正确，则MCU依次向单片机发送三次复位命令，如果3条命令中任何一条被打断，MCU将不会进入在BOOTLOADER区，停留在APP中继续运行；
如果三个复位命令均置位，则MCU复位单片机，且停留在BOOTLOADER区中。
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- 2017-03-31 CN CN201710210159.XA patent/CN106991065B/zh active Active
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