USB DIY--自學計畫_CAN Bus Application (一) --- 前言

這一陣子文章老是說教，說多了，人家也不一定想聽，只好又回頭搞一點技術的文章好了。

CAN Bus 是源自於車用電子系統的一種通訊協定，這個東西早在我二十年前搞 ECU

就知道了，話說：CAN Bus 的基本規格這二十年來變化也不多，這只能說：這一種通訊協定

有他好用及其扮演一個重要的角色。歷久不衰啊！只是以前真的很難找到真正的應用場合，

平常在消費性電子應用市場碰到的機會也不多，就算在工業應用上也偶而聽到這個東西，

也很難體會到它所代表的系統應用的意義是甚麼？就只知道它也如同 RS232/RS485等等

一樣的東西而已。在許多單晶片MCU 系列中，除非真的碰到車用或工業用的應用市場

你才會去稍微留意一下吧。所以真的要你下來 DIY 搞個CAN Bus 的東西，也的確不容易。 

不過，剛好我這一年多來，碰到的機會倒是很多，搞真正車用電子系統發展，還真的不能

沒有它，也算是真正體會感受它真的好用的地方，或許，你可能只是聽過甚麼 OBD-II 或是

車用診斷系統時，才會偶爾聽到這個東西，但我覺得它很強大的應用優勢是在輔助車用電子

系統發展過程的所扮演的角色。

我之前不是有貼了幾張照片：

你會發現：CAN Bus 在車用電子系統應用開發環境中，幾乎就是基本配備了。

國外也推出許多相關設備、分析軟體等等，也都幾乎架構在這一個通訊息協議上。

尤其這幾年所謂的無人自駕車或是一大堆車用資通電的平台開發，CAN Bus 也越來越常

遇到，或許你無法體會，倒不如跟著我這一系列的文章瞧瞧吧。

一樣比照往例，我不會在文章中去討論很細節的規格問題，都已經超過二十年的東西，

還講規格咧？我只會稍微帶一下規格上的系統應用觀念而已。又剛好可以搭配USB DIY，

也算是相得益彰啊。所以我才常常開玩笑說：學一大堆MCU 或甚麼通訊界面，只要能學個

一兩樣，然後可以精通，在系統應用開發上可以盡情發揮，真的就夠用了。

CAN Bus 比 USB 早出現，但他們在電器規格上都是屬於差動式的方式傳輸。這樣子對於高速

或是一些惡劣環境來說：比較容易完成資料傳輸。意思指的是：他們在電器上都不屬於

純邏輯數位信號，而需要一個所謂的  Transceiver 。只是USB 一般都已經內含到 MCU 之內

了，但CAN Bus 的確還沒有，但我覺得在系統應用上也沒必要，因為畢竟車用應用條件

是比較嚴苛的，除非真的是很封閉的應用市場，否則很難，偏偏現在許多電子應用系統

也都幾乎走向所謂開放源(Open Source) ，所以更難對這一類東西作一些封閉性定義。

另外：USB 基本上大部分都是屬於主從觀念的通訊協定應用，而 CAN Bus 不是，在系統 

應用上，所有的系統是可以在 CAN Bus 上搶發言主動權的。當然在系統應用上還是有一些

限制條件，但許多系統開發商，也不會笨到去幹這一種事，來搞死自己啊。原則上：CAN 

Bus 中，發出 ID越小的，Bus 優先權越高，但我剛剛說過了，對系統自己來說：沒有甚麼

太多好處，只是能者多勞，不要搞死自己就好。CAN bus 還有一點，某種程度來說：跟USB

的主從觀念是有點像的，就是CAN bus 也不能單獨存在。一定得要有兩套系統對接。

才玩得起來，這不像 RS232 或是 RS485 ，我發我的東西，有沒有人收，也不管我的事。

所以CAN Bus  就一定要有專屬控制 IC 才行。

市面上有許多系列的 MCU 都帶有 CAN Bus 功能，但不多，因為應用市場太特殊了。

而且很巧的是：只要有帶 USB 介面的，也幾乎就沒有 CAN Bus ，就算有(STM32 有一些)

但這兩者在系統應用上，也不能同時存在(STM32)，所以如果你要做個 CAN 轉 USB。

最好的方式：還是用一般傳統USB MCU 來外加一些CAN Bus Controller 可能比較方便

也比較有彈性一點。單獨 CAN Bus Controller IC 也不多：

並聯式的 NXP 的 SJA1000 ；串聯SPI 介面的 MCP2515 (早期是MCP2510) 。

這兩棵是比較常見的，其他的像 Intel 的 82527 ，你沒聽過？我也沒有耶。就比較少見。

其他的就算是一些帶有 CAN Bus 的 MCU 了。這就族繁不及備載了。

但如果是搞 USB Tools 或是CAN 小玩意的，就可能要用 單獨 CAN Bus Controller 了。

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幸好現在許多Arduino 玩家多，一大堆電子週邊零組件都很好買，所以這也都不是問題了。

主要還是要看你的系統應用是甚麼了：

我說過了:我就只會 101種 MCU --- 8051 而已。所以剛好也是我之前USB DIY 系列的平台，

再去 Arduino 平台搞一片 MCP2515 模組就可以了。而這一片USB Controller 的電路板是

我自己常在用，所以在幾年前就自己投資自己做一片：

所以要投資自己，真的也不用花太多錢，自己設計電路圖，自己畫，自己 Layout...

現在不用了啦，網路上面應該一大堆了吧。只是既然都已經做了，就自己慢慢玩。

然後，搞這一種介面程式也不難，Arduino 的範例架起來，跑一下然後用便宜的 LA

(邏輯分析儀)抓一下：

然後就可以照表操課：將程式移植到 USB Controller 上：

我們在程式哩，故意加入一組滾動碼 (Rolling Code)，以利我們觀察CAN Bus 傳輸情形。

再用示波器檢視一下：

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應該就可以了。(從示波器裡及app 上可以看到那個測試用的轉動碼跳動情形)

好了，在上面影片中：有一個很重的東西：就是可以直接查看 CAN bus 內容的APP ：

Bus Master：

這個東西其實也是個開放程式源的：

這是一家在車用電子系統應用很有名公司(ETAS) 所開發的東西。這家公司後來

就被全球最大車用電子系統商：BOSCH 所收購了，(CAN Bus 也是BOSCH 所發展的!)

因為ETAS 做了很多類似的CAN 分析軟硬體，在車用應用系統中會經常用到，所以

BOSCH 就乾脆把它買下來了。我們在搞這些車用應用系統時，這些設備或是專業的

軟硬體，貴得一家公司大概就只能買個一兩套，老闆就哇哇叫了，但據說：BOSCH 他們

公司是：聽好喔~不是一個部門或一個計劃一套喔~而是有時是工程師人手一套喔！

所以搞車用電子系統應用？就看你們有沒有魄力而已。講車用電子藍海市場，大家都會講

，真正讓你碰到系統應用開發時，你就未必受得了喔。

也是同樣的道理，這還是回到我之前說教裡所說的：如何去善用資源？

就像我在這篇文章所呈現的技術內容，其實就是利用資源很快地打通所有我系統上的

需求，像國內要發展車用電子系統應用是不可能還可以從零開始，這個世界也都已經

不允許我們還有這一種觀念，如何善用外部資源，去成就我們系統發展的目標，這才是

我們所要思考以及挑戰的地方。

往後藉由這系列的文章，或許你可以看到我是如何利用資源來完成許多車用應用系統

的整合開發工作。

(未完待續)