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概述

CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）是一种广泛应用于汽车、工业控制等领域的串行通信协议。本文介绍如何在树莓派上使用 CAN-HAT 扩展板进行 CAN 通信开发，以及 CAN 矩阵和信号字节序的基础知识。

关于汽车 CAN 总线网络架构，请参阅汽车 CAN 网络。

树莓派 CAN-HAT 配置

1. 安装 CAN-HAT 驱动

# 克隆驱动仓库
git clone https://github.com/seeed-Studio/pi-hats

# 安装驱动
cd pi-hats/CAN-HAT
sudo ./install.sh

# 重启使驱动生效
sudo reboot

安装完成后，通过 ifconfig -a 检查是否成功加载 can0 网络接口。

2. 配置标准 CAN

启用 CAN 接口并设置波特率：

1	sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

3. 配置 CAN FD

CAN FD（Flexible Data-Rate）支持更高的数据传输速率。以下命令同时设置常规波特率和数据波特率，并启用 FD 模式：

# 启用 CAN FD 模式
sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000 dbitrate 2000000 restart-ms 1000 berr-reporting on fd on

# 关闭 CAN 通道
sudo ip link set can0 down

4. 双路 CAN FD 扩展板

如果需要双路 CAN FD 支持，可参考 Seeed Studio 的 2 通道 CAN FD 扩展板：

参考文档：2 Channel CAN BUS FD Shield for Raspberry Pi - Seeed Wiki

CAN 信号基础

地偏移测试

CAN 总线的信号质量受地电位偏移的影响。在 CAN 一致性测试中，地偏移测试是重要的测试项目之一。

参考：CAN 一致性测试系统之地偏移测试 - OFweek

CAN 矩阵

CAN 矩阵（CAN Matrix/DBC）定义了 CAN 报文中信号的物理含义、起始位、长度和字节序等信息。

字节序（Byte Order）

CAN 报文的数据域最多 8 个字节（Byte 0 ~ Byte 7），每个字节 8 位（Bit 7 ~ Bit 0），总计 64 位（Bit 0 ~ Bit 63）。

在 CAN 矩阵中，信号的字节序有两种格式：

Intel 格式（小端模式）

Intel 格式也称为小端格式（Little-Endian）。MSB（最高有效位）存放在高字节单元。

在矩阵图中的表现：以起始位为原点，信号位自上而下填充。

特点：

LSB（最低有效位）在低地址
MSB（最高有效位）在高地址
数据填充方向：从低位到高位

Motorola 格式（大端模式）

Motorola 格式也称为大端格式（Big-Endian）。MSB（最高有效位）存放在低字节单元。

在矩阵图中的表现：以起始位为原点，信号位自下而上填充。