VESC 电调 CAN 通信解析:从 bldc 源码读懂如何通过 CAN 驱动 BLDC

波特率#

默认是 500 kbit/s。固件默认配置 cancfg 和 set_timing() 里的公式能对上:

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static CANConfig cancfg = {
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    CAN_MCR_ABOM | CAN_MCR_AWUM | CAN_MCR_TXFP,
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    CAN_BTR_SJW(3) | CAN_BTR_TS2(2) | CAN_BTR_TS1(9) | CAN_BTR_BRP(5)
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};
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/* set_timing() 注释里的公式(42 MHz APB1):
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 *   42000000 / ((brp+1) * (ts1+ts2+3)) ≈ 500000 */

主控端的 CAN 外设也要配成 500k。改波特率有专用命令 CAN_PACKET_UPDATE_BAUD(0x3F),或者用 VESC Tool 在 App Settings 里改。

29 位扩展帧 ID 是怎么排的#

comm_can.md 给出的位域:

代码里发命令时(comm_can_set_duty 等)就是这么拼的:

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comm_can_transmit_eid_replace(
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    controller_id | ((uint32_t)CAN_PACKET_SET_DUTY << 8),
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    buffer, send_index, true, 0);

也就是:

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EID = (command_id << 8) | target_vesc_id

注意低 8 位是接收方(VESC)的 ID,不是发送方自己的 ID。主控发命令时把目标 VESC 的 controller_id 填进低 8 位即可,id == 255 表示广播。接收端 decode_msg(eid, data8, len) 的过滤逻辑:

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uint8_t id = eid & 0xFF;
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CAN_PACKET_ID cmd = eid >> 8;
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...
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if (id == 255 || id == id1 || id == id2) {
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    switch (cmd) {
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        case CAN_PACKET_SET_DUTY: ...
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    }
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}

id1/id2 是固件运行时本机的 controller_id(默认 APPCONF_CONTROLLER_ID = -1,由 MCU UUID 计算;也可以用 VESC Tool 显式指定)。ID 匹配不上会被静默丢弃,很多”发了没反应”就是栽在这里。

另外,标准帧(11 位 SID)不会进 decode_msg,命令协议只认扩展帧,别用标准帧发命令。

数值<大端定点缩放>,不是 float#

这是最容易出错的地方。util/buffer.c 里几个底层函数:

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void   buffer_append_int16(uint8_t* b, int16_t n, int32_t *index);   // 大端 2 字节
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void   buffer_append_int32(uint8_t* b, int32_t n, int32_t *index);   // 大端 4 字节
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void   buffer_append_float32(uint8_t* b, float n, float scale, int32_t *index);
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       // → buffer_append_int32(b, (int32_t)(n * scale), index)
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int32_t buffer_get_int32(const uint8_t* b, int32_t* index);
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float   buffer_get_float32(const uint8_t* b, float scale, int32_t* index);
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       // → buffer_get_int32(...) / scale

函数名叫 buffer_append_float32,但实现其实就是「定点缩放后的大端 int32」,并不是 IEEE-754 浮点。文档里写得很直白:

All simple CAN-commands have 4 data bytes … as a 32-bit big endian signed number with scaling.

如果直接把 float 的二进制 memcpy 进帧,或者反过来按 IEEE754 去解析收到的帧,结果都是错的。

常用命令表#

驱动电机最常用的几条(枚举来自 datatypes.h 的 CAN_PACKET_ID,缩放/单位来自 comm_can.md):

完整枚举有 68 项(0~68),涵盖 IO 板、BMS、GNSS、配置下发这些,平时驱动电机用上面的就够。

一个完整例子<设电流> 51A,目标 VESC ID=23#

照文档里的例子:

• EID = (0x01 << 8) | 0x17 = 0x0117
• 51 * 1000 = 51000 = 0xC738
• 大端写入 4 字节 → data = 00 00 C7 38

所以这一帧是<扩展帧>,IDE=1, DLC=4, ID=0x0117, DATA=00 00 C7 38。

要不要 CRC?#

简单单帧命令不用 CRC。CRC16(CCITT,多项式 0x1021,种子 0,见 util/crc.c 的 crc16())只在长命令的分片协议里用到:

• CAN_PACKET_FILL_RX_BUFFER(0x05)/FILL_RX_BUFFER_LONG(0x06)<分片灌入接收缓冲>
• CAN_PACKET_PROCESS_RX_BUFFER(0x07)<最后一条帧尾> 2 字节带 crc16(data, len),接收侧校验

驱动电机用不到,知道有这么回事就行。

一次性前置(用 VESC Tool 配好)#

1. CAN Mode = VESC(默认就是)
2. 记下这块 VESC 的 VESC ID(controller_id),多块时各自唯一
3. 波特率两侧一致(默认 500k)
4. 已经做过电机参数检测/设好限流(l_current_max/min,否则电流命令会被限流闷住)

关键<命令必须持续重发>#

decode_msg 每收到一条命令都会调 timeout_reset(),timeout.c 里的超时保护:

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if (kill_sw || (timeout_msec != 0 &&
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        chVTTimeElapsedSinceX(last_update_time) > MS2ST(timeout_msec))) {
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    mc_interface_set_brake_current(timeout_brake_current); /* 默认 0 = 释放 */
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}

• 默认 APPCONF_TIMEOUT_MSEC = 1000(1 秒;comm_can.md 里旧文写 0.5s,和代码不一致,以代码为准)
• timeout_brake_current 默认 0,超时后就是滑行/释放

也就是说只发一次命令,大约 1 秒后电机就停了。文档建议按固定频率持续发,比如 50Hz(每 20ms 一帧)。

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// 目标 VESC ID=1,主控 500k。下面这段放在 20ms 定时中断/循环里执行。
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uint32_t tx_cmd(uint8_t cmd, uint8_t id, const uint8_t *data, uint8_t len) {
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    return can_transmit_extended(((uint32_t)cmd << 8) | (id & 0xFF), data, len);
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}
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/* 大端写 int32 */
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static void be32(uint8_t *b, int32_t v) {
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    b[0] = (v >> 24) & 0xFF; b[1] = (v >> 16) & 0xFF;
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    b[2] = (v >> 8) & 0xFF;  b[3] = v & 0xFF;
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}
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/* 方式 A:直接占空比(最省事,轻载能转) */
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uint8_t b[4];
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be32(b, (int32_t)(0.2f * 100000.0f));         // 20% 占空比
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tx_cmd(0x00 /*SET_DUTY*/, 1, b, 4);
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/* 方式 B:电流闭环(推荐,数值要在限流以内) */
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be32(b, (int32_t)(2.0f * 1000.0f));            // 2A
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tx_cmd(0x01 /*SET_CURRENT*/, 1, b, 4);
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/* 方式 C:转速闭环 */
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be32(b, (int32_t)(6000.0f));                   // 6000 ERPM,scale=1
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tx_cmd(0x03 /*SET_RPM*/, 1, b, 4);

单块 VESC 不用在代码里”enable app”:decode_msg 拿到命令直接交给 mc_interface_set_duty/set_current/set_pid_speed,和有没有启用 PPM/ADC/UART app 没关系。这对外部 MCU 直控很关键。

状态回传#

启用后 VESC 会按设置频率回发 CAN_PACKET_STATUS* 系列帧(ERPM/电流/占空比/温度等),逐字节含义见 comm_can.md,可以用来做闭环或者看门狗。