QEMU学习(七):CAN总线设备仿真及数据收发

前言:      
        CAN 是目前应用非常广泛的现场总线之一,主要应用于汽车电子和工业领域,尤其是汽车领域,汽车上大量的传感器与模块都是通过 CAN 总线连接起来的。 CAN 总线目前是自动化领域发展的热点技术之一,由于其高可靠性,CAN 总线目前广泛的应用于工业自动化、船舶、汽车、医疗和工业设备等方面。查看linux内核源码和qemu源码可以发现,CAN的驱动和仿真都在net目录下,这是因为linux系统和qemu把CAN当做网络设备同一管理,因此我们操作只要把CAN设备挂载到ip上使之成为socket,进行网络设备操作即可。
        因为我们host主机是linux系统,guest上是qemu仿真的linux系统,所以直接host的can和qemu的can通信就好了。原理如下:

 一. Host创建CAN总线设备。

        vcan是linux kernel内的一个driver,提供vcan的设备,因此只需要加载该驱动࿰

### 如何进行串口通信的测试 #### 方法概述 串口通信测试可以通过多种方式进行,主要包括使用专用工具、编写脚本以及利用硬件辅助手段。这些方法能够覆盖从简单的数据收发到复杂的协议解析等多个层面的需求。 #### 常见测试工具 常见的串口通信测试工具有以下几种: - **图形化界面工具**:如PuTTY[^2] 和 SecureCRT 提供了友好的操作环境,适合初学者快速上手。 - **编程接口库**:Python 的 `pyserial` 库是一个非常流行的选项,它支持跨平台开发并简化了串口配置过程[^3]。 - **仿真与模拟器**:QEMU 等虚拟机可以在无实际硬件的情况下完成初步的功能验证。 #### 示例代码 以下是基于 Python 的简单串口通信测试示例: ```python import serial import time def test_serial_com(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, timeout=1): try: ser = serial.Serial(port, baudrate, timeout=timeout) if not ser.is_open: raise Exception(f"Failed to open port {port}") print("Serial Port Opened:", ser.name) # 发送数据 message_to_send = b'Hello Serial!' bytes_written = ser.write(message_to_send) print(f"Wrote {bytes_written} bytes.") # 接收响应 time.sleep(1) # 给接收方时间处理消息 response = ser.read_all() if response: print("Response Received:") print(response.decode('utf-8')) else: print("No Response.") except Exception as e: print("Error during communication:", str(e)) finally: if 'ser' in locals() and ser.is_open: ser.close() if __name__ == "__main__": test_serial_com() ``` 此代码片段展示了如何打开指定端口、发送字符串并通过读取缓冲区获取返回值。 #### 配置说明 对于具体应用场景中的参数调整需注意以下几点: - **波特率 (Baud Rate)**:应匹配目标设备设定值,默认常用速率有 9600bps、115200bps 等。 - **校验位 (Parity Bit)**:依据需求选择 NONE/EVEN/ODD/MARK/SPACE 中的一项。 - **停止位 (Stop Bits)**:一般设为 1 或者 2。 - **流控机制 (Flow Control)**:XON/XOFF 软件控制或者 RTS/CTS 硬件握手模式可根据实际情况启用。 另外,在工业环境中还可能涉及 Modbus RTU 这样的高层协议栈调试工作,则需要额外考虑帧结构及时序关系等问题[^1]。 #### 实际案例分享 以 S7-200SMART PLC 设备为例,当其作为 RS-485 总线上的从节点运行时,可通过专门设计的应用程序来监控主站发出指令后的行为表现,并记录下整个会话期间产生的所有事件日志以便后续分析优化性能指标[^4]。 ---
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