Linux CAN 设备简介

Linux CAN 设备简介

在 Linux 系统中，CAN（Controller Area Network）是一种用于嵌入式系统的可靠通信协议，广泛应用于汽车、工业自动化等领域。Linux 提供了对 CAN 的原生支持，通过 SocketCAN 子系统实现。

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1. 基本概念

• SocketCAN：Linux 内核中的 CAN 协议栈，提供了类似网络套接字的接口。
• CAN 接口：类似于网络设备（如 eth0），CAN 设备通常命名为 can0、can1 等。
• CAN 帧：CAN 数据以帧的形式传输，分为标准帧（11 位标识符）和扩展帧（29 位标识符）。

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2. 常用操作

2.1 查看 CAN 设备

使用 ip 命令查看系统中的 CAN 设备：

ip link show
输出示例：

3: can0: <NOARP,ECHO> mtu 16 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 10
    link/can

2.2 启动 CAN 接口

启动 CAN 接口并设置波特率（例如 500 kbps）：

sudo ip link set can0 type can bitrate 500000
sudo ip link set can0 up

2.3 发送和接收数据

使用 candump 和 cansend 工具测试 CAN 数据收发。

发送数据：

cansend can0 123#DEADBEEF

• 123 是 CAN 标识符（十六进制）。
• DEADBEEF 是要发送的数据（十六进制格式）。

接收数据：

candump can0
输出示例：

can0  123  [8]  DE AD BE EF 00 00 00 00

 

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3. 配置与调试工具

3.1 安装工具

在 Debian/Ubuntu 系统上安装 CAN 工具：

sudo apt update
sudo apt install can-utils

3.2 调试工具

• candump：实时捕获 CAN 总线上的数据。
• cansniffer：过滤和显示特定 ID 的 CAN 数据。
• canbusload：监控 CAN 总线负载。

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4. 编程接口

4.1 使用 C 编写 CAN 应用程序

以下是一个简单的示例代码，展示如何通过 SocketCAN 发送和接收数据：

发送数据：

 

c复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>

int main() {
    int s;
    struct sockaddr_can addr;
    struct ifreq ifr;
    struct can_frame frame;

    // 创建套接字
    if ((s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW)) < 0) {
        perror("Socket");
        return 1;
    }

    // 指定 CAN 接口
    strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
    ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);

    // 绑定套接字
    addr.can_family = AF_CAN;
    addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

    // 准备 CAN 帧
    frame.can_id = 0x123;  // CAN 标识符
    frame.can_dlc = 4;     // 数据长度
    frame.data[0] = 0xDE;
    frame.data[1] = 0xAD;
    frame.data[2] = 0xBE;
    frame.data[3] = 0xEF;

    // 发送数据
    if (write(s, &frame, sizeof(struct can_frame)) != sizeof(struct can_frame)) {
        perror("Write");
        return 1;
    }

    close(s);
    return 0;
}

接收数据：

 

c复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>

int main() {
    int s;
    struct sockaddr_can addr;
    struct ifreq ifr;
    struct can_frame frame;

    // 创建套接字
    if ((s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW)) < 0) {
        perror("Socket");
        return 1;
    }

    // 指定 CAN 接口
    strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
    ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);

    // 绑定套接字
    addr.can_family = AF_CAN;
    addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

    // 接收数据
    while (1) {
        int nbytes = read(s, &frame, sizeof(struct can_frame));
        if (nbytes < 0) {
            perror("Read");
            return 1;
        }

        printf("ID: %X DLC: %d Data: ", frame.can_id, frame.can_dlc);
        for (int i = 0; i < frame.can_dlc; i++) {
            printf("%02X ", frame.data[i]);
        }
        printf("\n");
    }

    close(s);
    return 0;
}

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5. 参考资料

• SocketCAN Documentation
• can-utils GitHub Repository

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如何在Linux中调试CAN设备的通信问题？

 

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