Qt CAN总线

控制器局域网（CAN）是一种车载总线标准，旨在让微控制器和设备在没有主计算机的应用中相互通信。

概述

这是一种基于消息的协议，最初是为汽车内的多路复用电气布线而设计的，但也被应用于许多其他场合。

CAN 总线 API 提供了一些通用的 API 来访问 CAN 设备：

• QCanBus 提供了一个 API，用于从选定的插件创建QCanBusDevice 。
• QCanBusDeviceInfo 提供有关可用 CAN 设备的信息。
• QCanBusDevice 提供用于直接访问 CAN 设备的 API。
• QCanBusFrame 定义了一个可从QCanBusDevice 读写的数据帧。

从 Qt 6.5 开始，该模块提供了用于从原始 CAN 帧中解码实际信号值，以及将用户数据编码到 CAN 帧中的 API：

• QCanSignalDescription 提供用于处理 CAN 信号的规则。
• QCanMessageDescription 提供用于处理 CAN 消息的规则。一条消息描述通常包含多个信号描述。
• QCanUniqueIdDescription 提供用于处理 CAN 帧内唯一标识符的规则。
• QCanFrameProcessor 使用QCanMessageDescription 、QCanSignalDescription 和QCanUniqueIdDescription 类提供的描述来编码或解码 CAN 帧。
• QCanDbcFileParser 提供了一个 API，用于从 DBC 文件中提取消息描述。

CAN 总线插件

多家厂商提供的CAN设备具有各不相同的访问API。QtSerialBus 模块支持以下系列CAN总线插件：

实现自定义 CAN 插件

如果 Qt 提供的插件不适用于所需的目标平台，可以实现自定义 CAN 总线插件。其实现遵循 Qt 插件的标准实现方式。自定义插件必须部署到$QTDIR/plugins/canbus 上。

每个插件都必须定义一个密钥，用于加载该插件。这通过一个小型 JSON 文件来实现。例如，socketcan 插件使用的plugin.json 如下：

{
    "Key": "socketcan"
}

该键必须与 CAN 总线适配器的接口名称一同传递给QCanBus::createDevice()。QCanBus 通过 QCanBusFactoryV2 接口加载并实例化插件，每个插件都必须实现该接口作为中央入口点。 该接口充当工厂，其唯一目的是返回一个 `QCanBusDevice ` 实例。上述接口名称通过工厂的 `QCanBusFactory::createDevice()` 方法传递。以下是socketcan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;
    }
};

下一步是实现QCanBusDevice 。至少必须实现以下纯虚函数：

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

open() 和close() 方法分别与QCanBusDevice::connectDevice() 和QCanBusDevice::disconnectDevice() 配合使用。具体实现细节请查阅函数文档。

QCanBusDevice::writeFrame() 负责执行合理性检查，例如验证QCanBusFrame 的有效性以及设备是否仍处于连接状态。只要检查通过，它就会将帧写入 CAN 总线。 成功时，它会发出QCanBusDevice::framesWritten() 信号；否则，将调用QCanBusDevice::setError() 并附带相应的错误消息。该函数也可用于实现异步写入操作。在适当的时候发出相应的信号是插件实现者的责任。

最后但同样重要的是，QCanBusDevice::interpretErrorFrame 提供了一种便捷的方式，可将 CAN 总线错误帧的内容转换为可供人类阅读的错误字符串。