# <p align=center>大牙盘中置电机测试设备通信协议<p>
<p align=right>20240304</p>

## 目的
&emsp;&emsp; 实现测试设备上位机和被测试电机之间数据双向通信，通过上位机可控制电机开关机、调节电机转速、调节被测试电机的助力档位，并实时显示被测试电机的主要运行信息，如电压、电流、温度、转速、故障码等。

## 通信接口
&emsp;&emsp; CAN2.0，250Kbps

## 协议格式
&emsp;&emsp; 按照《MOTINOVA_E-Bike电气系统通信协议》中指定的协议格式内容，如下：

|   帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字  | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :-------: | :---: | :--------: | :-----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x55 0xAA | Mode  |    Len     | Command |  Data  | CRC32 | 0xF0  |

**其中，**
1. Mode表示帧模式：0x11-读，0x16-写，0x0C-上报；
2. Len表示命令段和数据段总长度，占用1Byte；
3. Command表示命令字，占用2Bytes；
4. Data表示数据段，长度不固定，Len - 2表示数据段长度，采用**小端模式**传递数据；
5. CRC为校验位，占用4字节，由帧头开始，CAN_ID插入到帧头和帧模式之间,计算到数据段最后一个字
节，计算结果高字节在前，如： CAN_ID为0x0710，数据帧为55 AA 11 03 22 01 00 CRC1 CRC2
CRC3 CRC4 F0，CRC计算函数输入数据为 55 AA 07 10 11 03 22 01 00，计算结果依次由高到低写
入CRC1、CRC2、CRC3、CRC4。

## CRC32计算
&emsp;&emsp; 为保证数据数据双向正确解析，数据发送和解析时统一按照下面计算方法。
```C
uint32_t Crc32Table[ 256 ] =
{
    0x00000000, 0x04C11DB7, 0x09823B6E, 0x0D4326D9, 0x130476DC, 0x17C56B6B,
    0x1A864DB2, 0x1E475005, 0x2608EDB8, 0x22C9F00F, 0x2F8AD6D6, 0x2B4BCB61,
    0x350C9B64, 0x31CD86D3, 0x3C8EA00A, 0x384FBDBD, 0x4C11DB70, 0x48D0C6C7,
    0x4593E01E, 0x4152FDA9, 0x5F15ADAC, 0x5BD4B01B, 0x569796C2, 0x52568B75,
    0x6A1936C8, 0x6ED82B7F, 0x639B0DA6, 0x675A1011, 0x791D4014, 0x7DDC5DA3,
    0x709F7B7A, 0x745E66CD, 0x9823B6E0, 0x9CE2AB57, 0x91A18D8E, 0x95609039,
    0x8B27C03C, 0x8FE6DD8B, 0x82A5FB52, 0x8664E6E5, 0xBE2B5B58, 0xBAEA46EF,
    0xB7A96036, 0xB3687D81, 0xAD2F2D84, 0xA9EE3033, 0xA4AD16EA, 0xA06C0B5D,
    0xD4326D90, 0xD0F37027, 0xDDB056FE, 0xD9714B49, 0xC7361B4C, 0xC3F706FB,
    0xCEB42022, 0xCA753D95, 0xF23A8028, 0xF6FB9D9F, 0xFBB8BB46, 0xFF79A6F1,
    0xE13EF6F4, 0xE5FFEB43, 0xE8BCCD9A, 0xEC7DD02D, 0x34867077, 0x30476DC0,
    0x3D044B19, 0x39C556AE, 0x278206AB, 0x23431B1C, 0x2E003DC5, 0x2AC12072,
    0x128E9DCF, 0x164F8078, 0x1B0CA6A1, 0x1FCDBB16, 0x018AEB13, 0x054BF6A4,
    0x0808D07D, 0x0CC9CDCA, 0x7897AB07, 0x7C56B6B0, 0x71159069, 0x75D48DDE,
    0x6B93DDDB, 0x6F52C06C, 0x6211E6B5, 0x66D0FB02, 0x5E9F46BF, 0x5A5E5B08,
    0x571D7DD1, 0x53DC6066, 0x4D9B3063, 0x495A2DD4, 0x44190B0D, 0x40D816BA,
    0xACA5C697, 0xA864DB20, 0xA527FDF9, 0xA1E6E04E, 0xBFA1B04B, 0xBB60ADFC,
    0xB6238B25, 0xB2E29692, 0x8AAD2B2F, 0x8E6C3698, 0x832F1041, 0x87EE0DF6,
    0x99A95DF3, 0x9D684044, 0x902B669D, 0x94EA7B2A, 0xE0B41DE7, 0xE4750050,
    0xE9362689, 0xEDF73B3E, 0xF3B06B3B, 0xF771768C, 0xFA325055, 0xFEF34DE2,
    0xC6BCF05F, 0xC27DEDE8, 0xCF3ECB31, 0xCBFFD686, 0xD5B88683, 0xD1799B34,
    0xDC3ABDED, 0xD8FBA05A, 0x690CE0EE, 0x6DCDFD59, 0x608EDB80, 0x644FC637,
    0x7A089632, 0x7EC98B85, 0x738AAD5C, 0x774BB0EB, 0x4F040D56, 0x4BC510E1,
    0x46863638, 0x42472B8F, 0x5C007B8A, 0x58C1663D, 0x558240E4, 0x51435D53,
    0x251D3B9E, 0x21DC2629, 0x2C9F00F0, 0x285E1D47, 0x36194D42, 0x32D850F5,
    0x3F9B762C, 0x3B5A6B9B, 0x0315D626, 0x07D4CB91, 0x0A97ED48, 0x0E56F0FF,
    0x1011A0FA, 0x14D0BD4D, 0x19939B94, 0x1D528623, 0xF12F560E, 0xF5EE4BB9,
    0xF8AD6D60, 0xFC6C70D7, 0xE22B20D2, 0xE6EA3D65, 0xEBA91BBC, 0xEF68060B,
    0xD727BBB6, 0xD3E6A601, 0xDEA580D8, 0xDA649D6F, 0xC423CD6A, 0xC0E2D0DD,
    0xCDA1F604, 0xC960EBB3, 0xBD3E8D7E, 0xB9FF90C9, 0xB4BCB610, 0xB07DABA7,
    0xAE3AFBA2, 0xAAFBE615, 0xA7B8C0CC, 0xA379DD7B, 0x9B3660C6, 0x9FF77D71,
    0x92B45BA8, 0x9675461F, 0x8832161A, 0x8CF30BAD, 0x81B02D74, 0x857130C3,
    0x5D8A9099, 0x594B8D2E, 0x5408ABF7, 0x50C9B640, 0x4E8EE645, 0x4A4FFBF2,
    0x470CDD2B, 0x43CDC09C, 0x7B827D21, 0x7F436096, 0x7200464F, 0x76C15BF8,
    0x68860BFD, 0x6C47164A, 0x61043093, 0x65C52D24, 0x119B4BE9, 0x155A565E,
    0x18197087, 0x1CD86D30, 0x029F3D35, 0x065E2082, 0x0B1D065B, 0x0FDC1BEC,
    0x3793A651, 0x3352BBE6, 0x3E119D3F, 0x3AD08088, 0x2497D08D, 0x2056CD3A,
    0x2D15EBE3, 0x29D4F654, 0xC5A92679, 0xC1683BCE, 0xCC2B1D17, 0xC8EA00A0,
    0xD6AD50A5, 0xD26C4D12, 0xDF2F6BCB, 0xDBEE767C, 0xE3A1CBC1, 0xE760D676,
    0xEA23F0AF, 0xEEE2ED18, 0xF0A5BD1D, 0xF464A0AA, 0xF9278673, 0xFDE69BC4,
    0x89B8FD09, 0x8D79E0BE, 0x803AC667, 0x84FBDBD0, 0x9ABC8BD5, 0x9E7D9662,
    0x933EB0BB, 0x97FFAD0C, 0xAFB010B1, 0xAB710D06, 0xA6322BDF, 0xA2F33668,
    0xBCB4666D, 0xB8757BDA, 0xB5365D03, 0xB1F740B4
};

uint32_t CRC32_Calculate( uint8_t *pData, uint16_t Length )
{
    uint32_t nReg; 
    uint32_t nTemp = 0;
    uint16_t i, n;

    nReg = 0xFFFFFFFF;
    for ( n = 0; n < Length; n++ )
    {
    nReg ^= (uint32_t) pData[ n ];
    for ( i = 0; i < 4; i++ )
    {
    nTemp = Crc32Table[ ( uint8_t )( ( nReg >> 24 ) & 0xFF ) ];
    nReg <<= 8;
    nReg ^= nTemp;
    }
    }
    return nReg;
}

```

## 控制流程
1. 上位机点击`开机`或`关机`，可控制电机开关机，控制开机时，KEY线与电源负极通过继电器导通3s，控制关机时，KEY线与电源负极通过继电器导通1.5s；
2. 上位机点击`开始采集`，电机开始自动按照200ms发送运行信息，上位机显示实时数据，上位机点击`停止采集`，电机停止发送数据，并清空显示内容； 
3. 上位机点击`启动`或`停止`，可控制电机运转或停止，电机运转过程中可通过`滑动条`调节转速；
4. 上位机可设置电机工作的助力档位，电机进入助力模式后，设备可控制伺服电机启动，此时增加负载后，可观测电机运行参数，例如输入转矩、输入转速、输出转矩、输出转速、母线电压、母线电流等，通过以上数据可计算电机的助力比、工作效率等。 

## 协议内容
1. 上位机发送开始采集指令
   
|  ID   |    帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字 | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :---: | :--------: | :---: | :--------: | :----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x751 | 0x55  0xAA | 0x16  |    0x03    | 0x1901 |  0x01  | CRC32 | 0xF0  |

2. 上位机发送停止采集指令
   
|  ID   |    帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字 | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :---: | :--------: | :---: | :--------: | :----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x751 | 0x55  0xAA | 0x16  |    0x03    | 0x1901 |  0x00  | CRC32 | 0xF0  |

3. 电机定时发送运行信息指令

|  ID   |   帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字 | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :---: | :-------: | :---: | :--------: | :----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x715 | 0x55 0xAA | 0x0C  |    0x22    | 0x1020 |  Data  | CRC32 | 0xF0  |

其中Data定义如下：
<p><font color=red>byte1-byte2：</font>车速，单位km/h</p>
<p><font color=red>byte3-byte4：</font>电机转速，单位rpm</p>
<p><font color=red>byte5-byte6：</font>电功率，单位W</p>
<p><font color=red>byte7-byte8：</font>母线电压，单位mV</p> 
<p><font color=red>byte9-byte10：</font>母线电流，单位mA</p>
<p><font color=red>byte11：</font>踏频，单位rpm</p>
<p><font color=red>byte12：</font>踩踏力矩，单位Nm</p>
<p><font color=red>byte13：</font>踩踏方向，0-正，1-反，2-停止</p>
<p><font color=red>byte14：</font>助力档位，0x00-OFF，0x01-ECO，0x02-NORM，0x03-SPORT，0x04-TURBO，0x33-SMART，0x22-WALK</p>
<p><font color=red>byte15：</font>大灯开关，0xF0-关，0xF1-开</p>
<p><font color=red>byte16：</font>剩余电量，单位%</p>
<p><font color=red>byte17-byte18：</font>续航里程，单位km</p>
<p><font color=red>byte19-byte20：</font>力矩AD</p>
<p><font color=red>byte21：</font>平均功耗，单位0.1Ah/km</p>
<p><font color=red>byte22：</font>PCB温度，偏移40，单位℃</p>
<p><font color=red>byte23：</font>绕组温度，偏移40，单位℃</p>
<p><font color=red>byte24：</font>MOS温度，偏移40，单位℃</p>
<p><font color=red>byte25-byte32：</font>预留</p>

4. 上位机发送调节电机助力档位指令

|  ID   |   帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字 | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :---: | :-------: | :---: | :--------: | :----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x751 | 0x55 0xAA | 0x16  |    0x04    | 0x2802 |  Data  | CRC32 | 0xF0  |

其中Data定义如下：  
<p><font color=red>byte1：</font>助力档位，0、1、2、3、4、0x33-Smart、0x22-Walk</p>
<p><font color=red>byte2：</font>0xF0-关灯，0xF1-开灯</p>

5. 电机调节转速指令

|  ID   |   帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字 | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :---: | :-------: | :---: | :--------: | :----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x715 | 0x55 0xAA | 0x16  |    0x03    | 0x2C01 |  Data  | CRC32 | 0xF0  |

其中Data有效范围0~100%，代表电机转速从0rpm到最高空载转速。

6. 电机发送故障码

|  ID   |   帧头    | 模式  | 命令段长度 | 命令字 | 数据段 | CRC32 | 帧尾  |
| :---: | :-------: | :---: | :--------: | :----: | :----: | :---: | :---: |
| 0x715 | 0x55 0xAA | 0x0C  |    0x06    | 0x1104 |  Data  | CRC32 | 0xF0  |

其中Data为32bit有效位，最多可表示32种故障，多个故障可同时存在，无故障为0x00000000，存在故障时电机按照200ms周期定时发送，故障消失后停止发送。常见故障为：  
<p><font color=red>bit0：</font>过流保护</p>  
<p><font color=red>bit1：</font>低压保护</p> 
<p><font color=red>bit2：</font>过压保护</p>  
<p><font color=red>bit3：</font>堵转保护</p>  
<p><font color=red>bit4：</font>过热保护</p>
<p><font color=red>bit5：</font>SPS故障</p>  
<p><font color=red>bit6：</font>TQS故障</p>  
<p><font color=red>bit7：</font>霍尔故障</p>  
<p><font color=red>bit8：</font>马达缺相</p>  
<p><font color=red>bit9：</font>NTC故障</p>  
<p><font color=red>bit10：</font>BMS校验失败</p>    
<p><font color=red>bit12：</font>OBC校验失败</p>  
<p><font color=red>bit13：</font>MCU故障</p>  
<p><font color=red>bit14：</font>踏频故障</p>  
<p><font color=red>bit15：</font>指拨故障</p>  
<p><font color=red>bit16：</font>MOS短路</p>  
<p><font color=red>bit17：</font>电压异常</P> 
<p><font color=red>bit18：</font>电路故障</p>  
<p><font color=red>bit22：</font>马达失速</p>  
上述未描述部分始终为0。

## 补充说明
1. 启动电机运转前需要进入采集模式，此时电机开始主动发送运行信息；
2. 启动电机时，通过助力档位调节指令，发送档位为0x22；
3. 停止电机时，通过助力档位调节指令，发送档位为0x00;
4. 助力模式助力比计算公式为  

    $K=(P_{输出}-P_{输入})\div{P_{输入}}$

5. 助力模式电机效率计算公式为  

    $\eta=(P_{输出}-P_{输入})\div{P_{电源}}\times100\%$

<p align=right>--End--</p>

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