当 EcuBus-Pro + UTA0401 遇上 NSUC1500

1.前言

最近在和一些氛围灯客户交流时发现，现在作为LIN从节点的氛围灯SOC基本不需要做动效（如音乐律动），只需要按照LDF文件的定义，每隔10ms接收LIN主机（如智能座舱）给过来的颜色坐标，实现对应的亮度即可。

基于以上情况，如果氛围灯客户能够在家里实现LIN主机的功能，模拟实车测试环境；就可以先在家把功能调试OK，再去实车验证；大大减少出差频次和沟通成本。

如果要在家模拟实车测试环境，最好的选择肯定是CANoe，但是费用比较高昂。本文介绍一种性价比极高的方式，使用EcuBUs-Pro + 图莫斯UTA0401去模拟实车测试环境，借助纳芯微最新的氛围灯芯片NSUC1500整体实现音乐律动效果。

2.EcuBus-Pro简介

2.1 官方地址

EcuBus-Pro的官方地址如下：

• https://app.whyengineer.com/

官方界面如下图，如果想要详细了解EcuBus-Pro，可以通过上面地址进行访问。

2.2 概览

EcuBus-Pro 是一款开源的汽车诊断工具，是商业工具（如CAN-OE）的替代品。它为 ECU 开发和测试提供了一整套解决方案，具有以下特点：

• 开源免费：完全开源，免费使用。
• 现代化且直观的用户界面：操作简便，易于上手。
• 跨平台支持：支持 Windows 和 Linux 系统。
• 多硬件支持：
  • PEAK：支持 CAN、CAN-FD、LIN。
  • KVASER：支持 CAN、CAN-FD。
  • ZLG：支持 CAN、CAN-FD。
  • Toomoss：支持 CAN、CAN-FD、LIN（新增）。
• 全面的诊断功能：
  • 诊断协议：基于CAN/CAN-FD/LIN的UDS、基于Ethernet的DoIP等。
• 脚本功能：基于高级 TypeScript 的自动化脚本功能，详情见链接。
• 测试功能：提供 HIL 测试框架。
• 数据库支持：
  • LIN LDF：支持编辑和导出。
  • CAN DBC：支持查看。
• 数据可视化：实时信号图表绘制与分析。
• 命令行工具：提供功能完备的命令行界面，支持自动化和集成。

3.纳芯微NSUC1500简介

3.1 NSUC1500概述

NSUC1500 是一款基于 ARM Cortex-M3 的 MCU，集成了 4 路 LED 驱动器，用于控制 RGB（或 RGBW）环境光。

3.2 产品特性

摘录官网的产品特性介绍如下：

• ARM Cortex-M3 32 位内核
• 32KB 闪存（ECC），2KB EEPROM（ECC）
• 2KB SRAM，512B 数据 RAM，512B NVR（ECC）
• 32MHz高精度振荡器
• 35KHz低功耗低速时钟
• 宽频带PLL（最高 32MHz）
• 6V至28V宽电源电压范围
• 1个12位高精度 ADC
• 4路高精度 LED 驱动器，最大电流 64mA
• LIN PHY 和 LIN UART 控制器支持 LIN 2.x 和 SAE J2602
• 4路增强型 PWM（16 位）输出，用于 LED
• 2个16位通用定时器
• 1个数字看门狗和1个窗口看门狗
• 1个SPI（主机）和1个SSI（从机），支持 4 线或 3 线通信
• 频率扩展谱（内部时钟）
• 完整的保护和诊断功能：
  • LIN 接口故障
  • RGB 故障
  • 电压供应故障
  • 热关断
• 支持 ROM 中的 UDS 启动加载程序
• 封装：QFN-20 / SOP8 / HSOP8
• 符合 AEC-Q100 Grade 1 可靠性标准
• 符合 ROHS 和 Reach 标准

4.测试环境

整个测试环境如下图所示：

• EcuBuc-Pro上位机借助图莫斯UTA0401模拟LIN主机，用于给NSUC1500发生颜色控制命令；
• 导光条两端各放一个NSUC1500，并且两个NSUC1500通过LIN总线连接，可以同步接收相同信号。

5.基础功能

在介绍功能之前，需要确定当前EcuBUs-Pro的版本为0.8.26及以上。如果版本较低，打开软件，setting会有绿点提示软件有更新，更新流程如下图。

更新完成之后，确认下版本是0.8.26版本或以上：

5.1 数据发送

1. 打开EcuBUs-Pro，创建新工程，如下图所示。

2. 接着导入LDF文件，创建数据库，如下图所示。

3. 接着保存数据库。如果需要对LDF文件进行修改，可以通过EcuBus-Pro自带的上位机进行修改，然后再保存数据库。如果需要将修改后的LDF导出，可以点击LDF File菜单，将文件内容进行复制，粘贴到需要保存的地方。

4. 将图莫斯的UTA0401连接到上位机，并在EcuBus-Pro增加该设备，操作流程如下图。

5. 新建一个交互界面，并连接到设备UTA0401，操作方法如下图。

6. 连接设备之后，交互界面就会显示设备关联的数据库，如下图所示。可以通过该界面开启需要的调度表。

7. 为了方便修改主机写命令中的信号变量值，需要再创建一个主机节点，操作如下图。

**注意：**在编辑节点的参数时，需要先通过Connected界面连接到对应的器件，获取数据库信息。

8. 创建之后可以发现，主机发布的信号都显示出来，并且可以修改，如下图所示。

**注意：**有的时候总线上缺少从机节点时，也可以通过增加从机节点，并设置回复的数据，用于防止超时。

9. 保存下当前配置的工程，操作方法如下图所示。

10. 测试下数据发送功能，看能否正确让灯点亮，操作流程如下图。

5.2 数据监控

1. 如果需要实时监控LIN总线上的数据，可以打开Trace界面，操作如下图。

2. 如果想要查看子节点回复的信号值（如电压、温度信息），可以暂停Trace界面，点一下帧的下拉按钮，能够看到原始值，以及编码后的值，如下图所示。

3.如果有些信号的物理值希望能够实时查看，或者查看变化趋势，可以使用Graph功能，如下图所示。

4.如果想显示信号的逻辑值对应的文本，使用Graph里的Gauge新增信号变量即可。

注意：Gauge新增变量会自动识别是信号编码使用物理值还是逻辑值，物理值就用仪表显示，逻辑值就用文本框显示。

6.自动化功能

EcuBus-Pro支持通过TypeScript脚本实现自动化功能，下面介绍具体的使用方法。

6.1 脚本创建

1. 首先在ECB工程所在文件夹创建一个空的TypeScript脚本，如下图所示。

2. 然后在之前的工程导入改脚本，操作方式如下图。

3. 点击Edit按钮会自动创建所需要的文件夹和文件以及VS Code工程，并自动打开VS Code工程。

注意：如果要用TS脚本实现自动化，用户需要提前安装VS Code。

4. EcuBus-Pro已经提供了一些API函数，点击Script Api按钮就可以跳转进行查阅。

6.2 脚本编辑

接下来基于脚本实现一个带伽马校准的R、G、B三色循环呼吸的灯光效果。

1. 导入模块和定义接口

import { setSignal } from "ECB";interface Color {r: number;g: number;b: number;
}

• import { setSignal } from "ECB";：从ECB模块中导入setSignal函数，用于设置信号。

• interface Color：定义一个Color接口，包含r、g、b三个属性，分别代表红色、绿色和蓝色的颜色值。

2. 定义LightController类

class LightController {private currentColor: Color;private intervalId: NodeJS.Timeout | null = null;constructor() {this.currentColor = { r: 0, g: 0, b: 0 };}private setColor(r: number, g: number, b: number): void {this.currentColor = { r, g, b };setSignal('EcuBus-Pro_NSUC1500.s_R', r);setSignal('EcuBus-Pro_NSUC1500.s_G', g);setSignal('EcuBus-Pro_NSUC1500.s_B', b);}private gammaCorrection(value: number, gamma: number = 2.2): number {return Math.round(255 * Math.pow(value / 255, gamma));}startBreathingEffect(step: number = 5, delay: number = 50): void {let currentChannel: keyof Color = 'r';let increasing = true;let rawValue = 0;this.intervalId = setInterval(() => {if (increasing) {rawValue += step;if (rawValue >= 255) {rawValue = 255;increasing = false;}} else {rawValue -= step;if (rawValue <= 0) {rawValue = 0;increasing = true;if (currentChannel === 'r') {currentChannel = 'g';} else if (currentChannel === 'g') {currentChannel = 'b';} else {currentChannel = 'r';}}}const correctedValue = this.gammaCorrection(rawValue);const color = { ...this.currentColor };color[currentChannel] = correctedValue;this.setColor(color.r, color.g, color.b);}, delay);}stopBreathingEffect(): void {if (this.intervalId) {clearInterval(this.intervalId);this.intervalId = null;}}
}

• 私有属性：

  • currentColor：存储当前灯光的颜色。

  • intervalId：存储 setInterval 返回的定时器 ID，用于停止呼吸效果。

• 构造函数：初始化currentColor为黑色（RGB 值均为 0）。

• 私有方法：

  • setColor：设置当前灯光的颜色，并调用 setSignal 函数更新信号。

  • gammaCorrection：对颜色值进行伽马校正，以提高颜色的视觉效果。

• 公有方法：

  • startBreathingEffect：启动灯光的呼吸效果，通过 setInterval 定时更新颜色值。

  • stopBreathingEffect：停止灯光的呼吸效果，清除定时器。

3. 主函数和初始化

function main() {const lightController = new LightController();lightController.startBreathingEffect();
}Util.Init(() => {main();
});Util.End(() => {console.log('end');return new Promise((resolve) => {resolve();});
});

• main函数：创建 LightController 实例并启动呼吸效果。

• Util.Init 和 Util.End：可能是自定义的初始化和结束函数，分别在程序开始和结束时执行相应的操作。

6.3 脚本编辑与测试

1. 将编辑好的脚本保存之后关闭，在EcuBus-Pro中导入该脚本并进行编译，如下图所示，如果没有问题，会提示编译成功。

2. 接着开启调度表，并打开Graph窗口观察变化变化情况。如下动图所示，R、G、B三个信号变量的变化趋势和经过伽马校验的呼吸效果类似。

7.音乐律动

关于音乐律动的EcuBus-Pro工程已经做好，放在文末的百度网盘链接了。

7.1 导入例程

1. 下载文末链接的EcuBus-Pro工程，并解压。

2. 然后打开里面的ecb工程。

3. 如果手上的NSUC1500不是原厂自带例程，或者使用其他芯片，需要修改下氛围灯芯片的软件，和ecb工程的LIN通信矩阵对应上。

4. 选择ecb工程所在的ts脚本，并进行编译。

5. 编译成功后，会有绿色字体提示。

6. 接着打开设备，并开启调度表st_pwm_test,因为这个调度表有控制RGB的命令，音乐律动的实时性会好些，同时也可以打开Graph界面查看RGB的实时变化。

7.2 效果展示

最多的效果如下视频所示：

ECB工程

音乐律动的ECB工程如下百度网盘链接：

• 链接: https://pan.baidu.com/s/1jV0G_uYC17gNSGcrJ1D3DQ
• 提取码: u5ej