CAN报文解析

可知 byte0的数据为0x02，也就是bit7~0依次为 0 0 0 0 0 0 1 0，其中bit0 = 0，bit1=1。如下图框选区域信号为例，Intel小端按照LSB在低字节的低位：Byte1的Bit0；根据帧ID长度的不同，分为标准帧（11位，0x000~0x7FF）和扩展帧（29位，0x0000 0000~0x1FFF FFFF），帧ID越小优先级高。：表示数据的字节数及保留位的段，

cosine_

2375人浏览 · 2025-10-28 14:22:48

cosine_ · 2025-10-28 14:22:48 发布

CAN报文解析

1.CAN报文种类
2.CAN报文字节序Intel和Motorola
3.CAN报文解析
参考网址

1.CAN报文种类

报文传输过程中有：数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔。另外，数据帧和远程帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有 11 个位的标识符(Identifier: 以下简称 ID)，扩展格式有 29 个位的 ID。

帧类型	帧用途
数据帧	用于发送单元向接收单元传送数据的帧
远程帧	用于接收单元向具有相同ID的发送单元请求数据的帧
错误帧	用于当检测出错误时向其它单元通知错误的帧
过载帧	用于接收单元通知其尚未做好接收准备的帧
帧间隔	用于将数据帧及远程帧与前面的帧分离开来的帧

1.1 数据帧

数据帧由7个段构成，图解说明如下所示：
在这里插入图片描述

帧起始和帧结束：
- 帧起始：由单个显性位组成，总线空闲时，发送节点发送帧起始，其他接收节点同步于该帧起始位。
- 帧结束：由7个连续的隐形位组成。
仲裁段：表示该帧优先级的段；根据帧ID长度的不同，分为标准帧（11位，0x000~0x7FF）和扩展帧（29位，0x0000 0000~0x1FFF FFFF），帧ID越小优先级高
控制段：表示数据的字节数及保留位的段，控制段共6位，标准帧的控制段由扩展帧标志位IDE、保留位r0和数据长度代码DLC组成；扩展帧控制段则由IDE、r1、r0和DLC组成如图所示：
数据段：数据的内容，可发送0~8个字节的数据；
CRC段：检查帧的传输错误的段；使用CRC校验进行数据检错，CRC校验值存放于CRC段。 CRC校验段由15位CRC值和1位CRC界定符构成：
ACK段：表示确认正常接收的段；当一个接收节点接收的帧起始到CRC段之间的内容没发生错误时，它将在ACK段发送一个显性电平如图所示：

域段	域段名	bit	描述
帧起始	SOF（Start Of Frame）	1	数据帧起始标志，固定为1bit显性（'b0）
ID	Identify（ID）	11	本数据帧的 ID 信息， ID 信息的作用：① 如果同时有多个节点发送数据时，作为优先级依据（仲裁机制）；② 目标节点通过 ID 信息来接受数据（验收滤波技术）
RTR	Remote Transmission Request BIT	1	RTR标识是否是远程帧（0，数据帧；1，远程帧），在数据帧里这一位为显性('b0)
IDE	Identifier Extension Bit	1	IDE用于区分标准格式与扩展格式，在标准格式中 IDE 位为显性（'b0），在扩展格式里 IDE 位为隐性（'b1）
r0	保留位	1	1bit保留位，固定为1’b0
DLC	data length	4	由 4 位组成，MSB 先行（高位先行），它的二进制编码用于表示本报文中的数据段含有多少个字节，DLC 段表示的数字为0到8，若接收方接收到 9~15 的时候并不认为是错误，默认是8
Data	data数据	0~64	数据帧的核心内容，它由 0~8 个字节(0 ~ 64位)组成，MSB 先行
CRC段	CRC	15	CRC段用于检查帧传输错误，发送方以一定的方法计算包括：帧起始、仲裁段、控制段、数据段；接收方以同样的算法计算 CRC 值并进行比较，如果不同则会向发送端反馈出错信息，重新发送；计算和出错处理一般由 CAN 控制器硬件完成或由软件控制最大重发数
CRC界定符	CRC	1	CRC 界定符（用于分隔的位），为隐性位(1’b1)，主要作用是把CRC 校验码与后面的 ACK 段间隔起来
ACK 槽	ACK slot	1	在 ACK 槽位中，发送端发送的为隐性位，而接收端则在这一位中发送显性位以示应答；发送 ACK/返回 ACK这个过程使用到回读机制，即发送方先在 ACK 槽发送隐性位后，回读到的总线上的电平为显性0，发送方才知道它发送成功了，不用重发
ACK界定符		1	在 ACK 槽和帧结束之间由 ACK 界定符间隔开，为隐性位
帧结束	EOF	7	由发送端发送 7 个隐性位表示结束

1.2 远程帧

与数据帧相比，远程帧结构中无数据段，由6个段组成，同理分为标准格式和扩展格式，且RTR位为1（隐性电平）如图所示。
在这里插入图片描述

数据帧与远程帧的区别：
在这里插入图片描述

1.3 错误帧

尽管CAN-bus是可靠性很高的总线，但依然可能出现错误；CAN-bus的错误类型共有5种：
在这里插入图片描述

当出现5种错误类型之一时，发送或接收节点将发送错误帧。错误帧的结构如下，其中错误标识分为主动错误标识和被动错误标识如图所示：
在这里插入图片描述

1.4 过载帧

当某个接收节点没有做好接收下一帧数据的准备时，将发送过载帧以通知发送节点；过载帧由过载标志和过载帧界定符组成如图所示：
在这里插入图片描述

由于存在多个节点同时过载且过载帧发送有时间差问题，可能出现过载标志叠加后超过6个位的现象如图所示：
在这里插入图片描述

1.5 帧间隔

帧间隔用于将数据帧或远程帧和他们之前的帧分离开，但过载帧和错误帧前面不会插入帧间隔
在这里插入图片描述

帧间隔过后，如果无节点发送帧，则总线进入空闲。
在这里插入图片描述

帧间隔过后，如果被动错误节点要发送帧，则先发送8个隐性电平的传输延迟，再发送帧。
在这里插入图片描述

1.6 CAN总线发送总流程

CAN-bus整个链路层处理数据的流程是如图所示：
在这里插入图片描述

2.CAN报文字节序Intel和Motorola

2.1 基本概念

LSB：Least Significant Bit最低有效位，MSB：Most Significant Bit最高有效位，两者并不代表传输顺序，只是二进制数的两个bit位。从标准UART数据传输格式的字节域中可以明显看到LSB和MSB仅代表两个bit，至于具体的信号传输方式，就是接下来要讲的Intel和Motorola格式，又称小端和大端格式。

2.2 Intel小端传输

要点：LSB在低字节的低位，MSB在高字节的高位。

1.信号不跨字节

如下图框选区域信号为例，Intel小端按照LSB在低字节的低位：Byte1的Bit0； MSB在高字节的高位：Byte1的Bit7。读取信号二进制值为01000110（十六进制：0x46）。
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2.信号跨字节

如下图，Intel小端按照LSB在低字节的低位：Byte4的Bit0； MSB在高字节的高位：Byte5的Bit7。读取信号二进制值为01000110 10010111（十六进制：0x4697）。
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2.3 Motorola大端传输

要点：LSB在高字节的低位，MSB在低字节的高位。

1.信号不跨字节

如下图框选区域，Motorola大端按照LSB在高字节的低位：Byte1的Bit0； MSB在低字节的高位：Byte1的Bit7。读取信号二进制值为01000110（十六进制：0x46）。
在这里插入图片描述

2.信号跨字节

如下图框选区域，Motorola大端按照LSB在高字节的低位：Byte5的Bit0； MSB在低字节的高位：Byte4的Bit7。读取信号二进制值为01000110 10010111（十六进制：0x4697）。
在这里插入图片描述

2.4 注意点

上述两种方式有什么区别呢？大端小端读出来不都是01000110 10010111（十六进制：0x4697）吗？但是请注意字节在内存中的排列方式完全不同。

Motorola大端：低位10010111（0x97）在内存的高地址区（byte5）；高位01000110（0x46）在内存的低地址区(byte4)。

Intel小端：低位10010111（0x97）在内存的低地址区(byte4)；高位01000110（0x46）在内存的高地址区（byte5）。

小结：

不管是Intel模式，还是Motorola模式，起始位都是该信号的LSB。
信号不跨字节的情况下，Intel和Motorola格式编码结果没有区别。注意是不跨字节，而不是小于8个bit，即使信号只有2个bit，也可能存在跨字节的情况。

3.CAN报文解析

3.1 通信协议（通信矩阵）

当我们想要解析这一帧报文时，我们需要先获取发送方制定的CAN报文解析规则。如果收发双方没有按照双方约定规则去填充或解析CAN报文，那么收发双方的数据交互一定会出问题的。CAN报文在发送和接收前，我们都会按收发双方约定好的规则去填充数据与接收解析数据。约定好的这个规则我们一般称之为CAN通信协议(也称为CAN通信矩阵)。

3.2 示例一

通常接收到的CAN报文由很多部分组成，解析报文时用到的主要是帧ID和数据两部分。
在这里插入图片描述

根据需要收到CAN报文之后，需要根据具体的通信协议解析（需要内部拟定），然后分析解析出的数据是否正确。下面进行报文实例解析，数据类型定义如表所示：
在这里插入图片描述

数据段一般由1 ~ 8个字节（Byte）组成，来代表通信协议中相应的含义。每个字节有2个字符，分为高4位和低4位。有的数据需要相邻的2个字节组合才能表示，则需要分为高字节和低字节。

例如，收到报文：

ID：1818D0F3

数据：ce 0d 00 7d 00 6d 11 00 。

第 1 个字节ce中的c为高 4 位，e为低 4 位。第 1 、 2字节表示总电压，而且注明Byte 1 为低字节，Byte 2 为高字节，那么解析时就应该为： 0dce。
在这里插入图片描述

帧ID：1818D0F3 数据：ce 0d 00 7d 00 6d 11 00

协议中规定报文的第一、二字节表示总电压，高字节在前，低字节在后（Intel格式）。又总电压的单位为0.1 V。所以在上面的数据中 0d ce 代表总电压，转为十进制为 3534,乘以0.1V的单位，则得到总电压值为353.4 V。
协议中规定报文的第三、四字节表示总电流，又总电流的单位为 0.1A，偏移量为 -32000 。所以在上面的数据中 7d00 代表总电流，转为十进制为32000 ，乘以 0.1 再减去 3200 的偏移量等于0 ，则说明此时电池组没有被充电或放电，电流为 0 。

3.3 示例二（Intel小端传输）

报文Id是0x01，数据域为 02 00 00 C8 00 D0 07 01。

通信协议：
在这里插入图片描述

根据通信协议可知，报文ID 0x01，这一帧报文是电池组控制参数，它是由VCU(整车控制器)发给BMS(电池管理系统)的。

我们接收到的报文信号 id:0x01，data:02 00 00 C8 00 D0 07 01。可知 byte0的数据为0x02，也就是bit7~0依次为 0 0 0 0 0 0 1 0，其中bit0 = 0，bit1=1。

数据域的第0位，也就是byte0的第0位为主继电器吸合的使能信号，此时bit0=0，说明此时主继电器吸合的使能信号为Disable；
数据域的第1位，也就是byte0的第1位为低压电上电使能信号，此时bit1=1，说明此时低压电上电使能信号为Enable；
数据域的第8-23位，也就是byte1-byte2为母线电压请求值，byte1和byte2组合起来为0x0000，是母线电压请求值的总线值，换算为物理值为0。母线电压请求值=0V；
数据域的第24-39位，也就是byte3-byte4为低压电压请求值，因为此通信协议遵循Intel格式解析数据。byte3= C8，byte4=00，按照Intel格式(LSB)组合起来就是 0x00C8，其物理值= 0x00C8 * 0.1 + 0 = 20。低压电压请求值=20V；
数据域的第40-55位，也就是byte5-byte6为母线电流限制值，因为此通信协议遵循Intel格式解析数据。byte5= D0，byte6=07，按照Intel格式(LSB)组合起来就是 0x07D0，其物理值= 0x07D0 * 0.1 - 2000 = -1800。母线电流限制值为-1800A；
数据域的第56-57位，也就是byte7为消息计数器的值，因为处于同一个byte，所以不需要区分motorola和Intel格式，Count值为1。