CAN通訊標準幀之ID（識別符號）詳細解讀

昨天，一位關係比較好的前公司同事打來電話尋求幫助，他在解讀整車廠（東風汽車）發來的CAN協議時遇到了困擾：完全看不懂——因為他以前接觸的是CAN擴充套件幀協議。鑑於經常有朋友也遇到相似的問題，現在就這個問題我有針對性的解釋一下。

一、CAN通訊的基礎知識

（1）為什麼要採用CAN通訊：CAN通訊因為其通訊速率快，抗干擾性好，目前廣泛應用於車載電子裝置上，比如電動汽車及燃油汽車等。CAN物理介面相容規範2。0A和2。0B（主動），位速率高達1兆位/秒。它可以接收和傳送11位識別符號的標準幀，也可以接收和傳送29位識別符號的擴充套件幀。

（2）標準幀和擴充套件幀的區別：其一，擴充套件幀的仲裁域有29位，可以出現2^29種報文，幀ID的範圍是0000 0000-1FFF FFFF；標準幀的仲裁域是連續的11位，可以出現2^11種報文，幀ID的範圍是000-7FF；其二，控制幀中的DLC（資料長度）完全相同，但保留位不同，標準幀IDE、R0，擴充套件幀R1、R0，必須以顯性電平傳送（由資料鏈路層操作）。因此，CAN標準幀和擴充套件幀除了在幀ID的長度上不一樣，其它的基本上一模一樣。

（3）Intel格式與Motorola格式的區別：CAN報文中位元組和資料位的編碼及擺放是有順序的，分為Intel與Motorola兩種格式。當一個訊號的資料長度不超過 1 個位元組（8 位）時，Intel 與 Motorola 兩種格式的編碼結果沒有什麼不同，完全一樣；而當訊號的資料長度超過 1 個位元組（8 位）時，兩者的編碼結果出現了明顯的不同，簡單來說就是：Intel格式高位元組在後，低位元組在前；而Motorola格式則相反，高位元組在前，低位元組在後，如圖1所示。

圖1 採用Intel格式編碼十六進位制數值“0x36A5”示例

圖2 採用Motorola格式編碼十六進位制數值“0x36A5”示例

（4）關於報文解析中涉及到的解析度（或稱精度）和偏移量，如何轉換為物理值（或實際值）：換算關係為——物理值（實際值）=匯流排值*解析度+偏移量。示例如下：

圖3 報文解析中解析度和偏移量的換算關係

（5）CAN報文ID識別符號的分配表及說明

（下表可以向左或向右拖拉，以顯示全部資訊）

IDENTIFIER 11BITS（標準幀只有此11位）

SRR

IDE

IDENTIFIER EXTENSION 18BITS（擴充套件幀另外包含此18位）

PDU

FORMAT（PF）

SRR

IDE

PDU

SPECIFIC（PS）

SOURCE

ADDRESS（SA）

此3位代表優先順序，可以有8 個優先順序

一般固定為0

固定為0

PF為報文的程式碼

（標準幀只有6位）

PF為報文的程式碼

（擴充套件幀還要包含這2位，共有8位）

PS為傳送此報文去的目標地址

SA為傳送此報文的源地址

顯而易見，標準幀只有11位，而擴充套件幀擴充套件了18位，共有29位識別符號。

二、解疑答惑

學習瞭解了上面（1）到（5）的基礎知識，我們再來看一下東風汽車公司某一款車型的整車CAN標準幀協議，擷取一段如下圖4所示（為了顯示清晰，分為2段擷取）：

圖4 擷取報文段1

圖4 擷取報文段2

整車上通訊互聯的控制器有很多，比如VCU、MCU、TBOX、BMS等等，我上面展開的是BMS對OBC的報文幀（BMS_OBC），解析如下：

1、首先，可以看出該幀報文（BMS_OBC）是由BMS發給OBC的，“S”代表英文send，“r”代表英文“receive”，幀ID為0x330，傳送週期為100ms，包含8個位元組的有效資料，資料編碼格式採用Motorola格式；

圖5 CAN報文收發關係

2、該幀報文包含有4個有效物理量，分別是：BMS_最高允許充電端電壓、BMS_最高允許充電電流、BMS_充電機使能控制、BMS_充電樁型別；

3、我先解析“BMS_最高允許充電端電壓”這個物理量，這個物理量訊號長度（Bit Length）為16Bit，佔用兩個位元組，起始位元組（Start Byte）是1，即從第1位元組到0位元組；該位元組為無符號數（Unsigned），解析度（Resolution）為0。1，偏移量（Offset）為0，它的實際取值範圍是從0—750，單位為“V”，總線上傳送的十六進位制數值範圍為0x0—0x1D47，如果接收到數值為0xFFFF就代表數值無效；

4、ID識別符號0x330採用11位二進位制可表示為：011 0011 0000，根據上節標準幀ID分配表套用可知其代表含義：優先順序為3，報文程式碼（報文名）PF為0x30；

5、假如接收到的報文為：