Qt CAN总线

控制器局域网（CAN）是一种汽车总线标准，它允许微控制器和设备在没有主机计算机的应用程序中进行通信。

概述

它是一种基于消息的协议，最初设计用于汽车内多路电气布线的多功能，但也用于许多其他环境。

CAN总线API提供了一些公共API，用于访问CAN设备

• QCanBus提供了一个API，可以从选择的插件创建一个QCanBusDevice。
• QCanBusDeviceInfo提供了有关可用CAN设备的信息。
• QCanBusDevice为直接访问CAN设备提供了API。
• QCanBusFrame定义了一个可以从QCanBusDevice写入和读取的CAN帧。

从Qt 6.5开始，该模块提供了API来解码原始CAN帧中的实际信号值，并将用户数据编码到CAN帧中

• QCanSignalDescription提供了处理CAN信号的规则。
• QCanMessageDescription提供了处理CAN消息的规则。消息描述通常包含多个信号描述。
• QCanUniqueIdDescription提供了处理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，可用于从DBC文件中提取消息描述。

CAN总线插件

多个供应商提供了具有不同API访问的CAN设备。QtSerialBus模块支持以下CAN总线插件集

实现自定义CAN插件

如果Qt提供的插件不适合所需的平台，可以实现自定义的CAN总线插件。实现方式遵循实现Qt插件的标准方式。自定义插件必须部署到$QTDIR/plugins/canbus。

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

{
    "Key": "socketcan"
}

此键必须与CAN总线适配器的接口名称一起传递给QCanBus::createDevice()。QCanBus通过QCanBusFactoryV2接口加载数据和实例化插件，该接口是每个插件必须实现的主要入口点。该接口作为工厂使用，它的唯一目的是返回一个QCanBusDevice实例。下面是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;
    }
};

下一步是提供QCanBusDevice的一个实现。至少需要实现以下纯虚函数

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

方法的open和close与QCanBusDevice::connectDevice和QCanBusDevice::disconnectDevice配合使用。请检查函数文档以获取实现细节。

QCanBusDevice::writeFrame()负责进行如QCanBusFrame的有效性和设备是否仍然连接的健全性检查。如果所有检查通过，它将帧写入CAN总线。成功时发出QCanBusDevice::framesWritten()信号；否则调用QCanBusDevice::setError()并带上合适的错误信息。此函数还可以用来实现异步写入操作。插件实现者负责在适当的时间发出合适的信号。

最后但同样重要的是，QCanBusDevice::interpretErrorFrame提供了一个方便的API，将CAN总线错误帧的内容转换为人类可读的错误字符串。