Qt CAN 总线

控制器局域网（CAN）是一种车辆总线标准，旨在允许微控制器和设备在没有主机的应用中相互通信。

概述

CAN 总线是一种基于报文的协议，最初设计用于汽车内的多路复用电线，但也用于许多其他场合。

CAN 总线 API 提供了一些访问 CAN 设备的通用 API：

• QCanBus 提供从选定插件创建 的 API。QCanBusDevice
• QCanBusDeviceInfo 提供有关可用 CAN 设备的信息。
• QCanBusDevice 提供直接访问 CAN 设备的 API。
• QCanBusFrame 定义 CAN 框架，可从 中写入和读取。QCanBusDevice

从 Qt 6.5 开始，该模块提供了从原始 CAN 框架中解码实际信号值的 API，还可将用户数据编码到 CAN 框架中：

• QCanSignalDescription 提供处理 CAN 信号的规则。
• QCanMessageDescription 提供处理 CAN 报文的规则。一个报文描述通常包含多个信号描述。
• QCanUniqueIdDescription 提供处理 CAN 帧内唯一标识符的规则。
• QCanFrameProcessor 使用 、 和 类提供的描述来编码或解码 CAN 帧。QCanMessageDescription QCanSignalDescription QCanUniqueIdDescription
• QCanDbcFileParser 提供从 DBC 文件中提取报文描述的 API。

CAN 总线插件

多家供应商提供的 CAN 设备具有不同的访问 API。QtSerialBus 模块支持以下几组 CAN 总线插件：

实现自定义 CAN 插件

如果 Qt 提供的插件不适合所需的目标平台，则可以实施自定义 CAN 总线插件。实施方法与 Qt 插件的标准实施方法相同。自定义插件必须部署到$QTDIR/plugins/canbus 。

每个插件必须定义一个键，用于加载插件。这是通过一个小的 json 文件完成的。例如，socketcan 插件使用以下plugin.json ：

{
    "Key": "socketcan"
}

QCanBus::createDevice QCanBus 使用 QCanBusFactoryV2 接口加载和实例化插件，每个插件都必须将该接口作为中心入口点来实现。该接口充当工厂，其唯一目的是返回一个 实例。上述接口名称通过工厂的 () 方法传递。以下是QCanBusDevice QCanBusFactory::createDevicesocketcan插件的工厂实现：

class SocketCanBusPlugin : public QObject, public QCanBusFactory
{
    Q_OBJECT
    Q_PLUGIN_METADATA(IID "org.qt-project.Qt.QCanBusFactory" FILE "plugin.json")
    Q_INTERFACES(QCanBusFactory)

public:
    QList<QCanBusDeviceInfo> availableDevices(QString *errorMessage) const override
    {
        Q_UNUSED(errorMessage);
        return SocketCanBackend::interfaces();
    }

    QCanBusDevice *createDevice(const QString &interfaceName, QString *errorMessage) const override
    {
        Q_UNUSED(errorMessage);
        auto device = new SocketCanBackend(interfaceName);
        return device;
    }
};

下一步是提供QCanBusDevice 的实现。至少必须实现以下纯虚拟函数：

• QCanBusDevice::open()
• QCanBusDevice::close()
• QCanBusDevice::writeFrame()
• QCanBusDevice::interpretErrorFrame()

open() 和close() 方法分别与QCanBusDevice::connectDevice() 和QCanBusDevice::disconnectDevice() 结合使用。有关实现细节，请查阅函数文档。

QCanBusDevice::writeFrame() 负责进行正确性检查，如QCanBusFrame 的有效性以及设备是否仍在连接。如果检查通过，则将帧写入 CAN 总线。成功后，它将发出QCanBusDevice::framesWritten() 信号；否则将调用QCanBusDevice::setError() 并给出相应的错误信息。该函数也可用于实现异步写入操作。插件实现者有责任在适当的时间发出适当的信号。

最后但并非最不重要的一点是，QCanBusDevice::interpretErrorFrame 提供了一种方便的方法，可将 CAN 总线错误帧的内容转换为人类可读的错误字符串。