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STM32单片机CAN干扰后无法自动恢复问题

    • 问题描述
    • 问题复现
    • 原因分析
    • 结论

问题描述

项目现场出现CAN通信失效问题，需要重启才能恢复。检查程序在CAN错误计数大于127时是会自动调用初始化，按理不需要重启就能自动恢复。

问题复现

1、使用CAN盒模拟CMU数据，以2ms为周期持续向某一个BMU发送CAN数据，持续时间超过10s后会导致BMU通信断线，且无法自动恢复；
2、使用信号发生器产生一定频率和幅值的干扰信号，将信号接入到CAN通信的CAN_H和CAN_L两根线上，CMU发送查询命令后，BMU无回复，BMU通信离线。BMU通信离线因干扰信号的幅值不同会有两种情况，一种是干扰信号幅值小于10V时，干扰信号消失后BMU通信可以自动恢复正常，另一种是干扰信号幅值大于10V时，干扰信号消失后BMU通信需要重新上电才能恢复。
针对以上问题，采用如下方案验证分析：
1、使用CAN盒模拟CMU数据增大CAN通信的负载率，对BMU程序进行在线仿真，通过BMU通信断线时的程序运行状态分析通信断线的原因；
2、使用信号发生器模拟干扰信号，对BMU程序进行在线仿真，比较不同干扰状态下CAN寄存器状态的差异，根据寄存器状态分析CAN通信异常的原因。

原因分析

1、使用CAN盒模拟CMU数据导致的通信异常情况，分析程序发现是因为CAN通信数据更新频率太大，导致程序一直处于CAN通信接收中断中，无法进行喂狗操作，导致看门狗复位，看门狗连续复位3次后BMU进入BOOTLoader状态。（在实际项目中基本不会出现通信数据更新频率太大的情况，所以排除此原因）。
2、干扰信号导致出现BMU通信中断的情况，目前可能的原因是外部干扰信号传导到CAN通信数据线上，导致通信断线，过大的外部干扰信号导致CAN模块失效，无法自动恢复正常通信状态，主要分析一下两种情况。
1）、在干扰信号小于10V的情况下，对BMU进行在线仿真，记录CAN寄存器状态，将此状态与没有干扰信号时的CAN寄存器状态相比较，分析异常寄存器的出现原因；
2）、在干扰信号大于10V的情况下，对BMU进行在线仿真，记录CAN寄存器状态，将此状态与没有干扰信号时的CAN寄存器状态以及干扰信号幅值小于10V时的寄存器状态相比较，分析异常寄存器的出现原因。

结论

1、当干扰信号较小时（幅值小于10V），CAN模块可以正常工作，错误计数器计数大于127后CAN 模块正常初始化，干扰信号消失后，CAN通信自动恢复正常；
2、当干扰信号较大时（幅值大于等于10V），会导致CAN模块硬件初始化标志置位，CAN模块进入初始化状态，如图5（CAN初始化流程）所示，正常初始化流程硬件初始化状态跟随软件初始化标志变化，标志为1时状态为1，标志为0时状态为0，初始化流程会检查标志和状态是否一致，若不一致，会导致初始化失败。当干扰信号较大时，直接导致硬件初始化状态置1，而此时软件初始化标志是0，状态和标志不一致，导致初始化失败，CAN通信错误计数器不再计数，无法再次执行初始化命令，导致BMU通信断线在干扰消失后无法自动恢复。

本文标签： 单片机干扰

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