CAN Scope：基于 ESP32-S3 的无线 CAN 分析仪，手机与电脑都能用

调试一台电机时，我们往往从几条 CAN 报文开始；接上更多电机、IMU 和外部单片机之后，需要关注的内容很快就变多了：设备有没有在线，反馈是否连续，温度有没有变化，某个 ID 为什么没有回复，串口发出去的字节是否真的完成了输出。

我希望这些信息能更方便地出现在手边的屏幕上，于是做了 CAN Scope：一套基于 ESP32-S3 的无线 CAN 分析仪，同时提供 Android App 和 Windows / Linux 桌面端。它支持电机与 IMU 数据解析、实时曲线和原始报文监控，也加入了 UART 字节收发、原生 USB 直连和 ESP-NOW 双机转发。

这篇文章从实际使用场景介绍项目：它能看什么、不同连接方式怎么选，以及第一次接线和连接应该从哪里开始。

CAN Scope 项目封面：无线 CAN 分析仪与手机、电脑界面预览 — 项目视觉封面。图中的软件界面使用模拟数据，不是硬件实拍或真实总线测试结果。

01 · 让一条总线上的数据更容易理解

CAN Scope 的硬件端负责接收、转发和统计数据，上位机负责解码、展示与记录。电机和 IMU 通过 CAN 收发器接入，外部单片机通过 3.3 V TTL UART 接入；ESP32-S3 再把当前选中的数据，通过蓝牙、局域网或 USB 送到手机或电脑。

设备本身配有屏幕和三个按键。即使暂时不打开上位机，也能查看连接状态、速率等统计，并选择通信模式和 CAN / UART 数据类型。这些设置会保存到设备里，重启后继续使用。

CAN Scope 架构：电机与 IMU 经 CAN、外部单片机经 UART 接入 ESP32-S3，再通过 BLE、Wi-Fi 或 USB 连接客户端 — 原创结构示意图。每台设备同时选择一种数据通信模式和一种数据类型，图中的连接分支表示可选路径。

它适合机器人电机与姿态传感器调试、嵌入式模块联调，以及需要一边接线一边看数据的工作台场景。一台 ESP32 对应一条 CAN 总线；需要观察更多独立总线时，可以通过多个设备建立不同通道。

02 · 手机端：从设备卡片进入参数曲线

Android App 把连接通道和设备放到同一个工作流程里：先连接分析仪，再添加电机或 IMU，填写设备 ID、反馈 CAN ID 等信息。首页通过卡片查看设备状态，点进详情后进一步观察参数和曲线。

对于支持的电机协议，页面可以把原始反馈解码成更直观的数值；对于 DM-IMU-L1，可以查看加速度、角速度、姿态角与四元数。曲线可以全屏查看，适合在改变输入或调整机构时观察反馈趋势。

Android App 设备总览与独立详情：电机卡片、IMU 参数与实时曲线 — 左侧为多通道设备总览，右侧为详情页曲线区域。由项目实际 WebView 页面渲染并排展示，数据为模拟数据，可点击放大查看。

目前已接入的设备包括大疆 C620 / M3508、C610 / M2006、GM6020、GM3510，以及达妙电机预设和 DM-IMU-L1。不同电机的反馈格式与量程并不完全相同，使用时仍需按型号配置；GM3510 的部分参数保留原始值。

达妙电机的反馈查询可以按设备单独开启，默认 100 Hz，可配置为 1～1000 Hz；IMU 使用主动上报。这里的频率表示查询配置，实际能收到多少反馈，还取决于设备响应、总线和传输链路。

03 · 电脑端：把多条通道放到大屏幕上

桌面端适合需要持续查看数据、调整配置和导出记录的场景。它提供最多四个独立通道，每个通道可以选择蓝牙、Wi-Fi 或 USB，分别保存连接信息、电机配置和报文记录设置。

桌面窗口复用项目已有的电机、IMU 和曲线资源，通过原生后端连接设备。设备卡片、实时曲线、CAN 监视与设置集中在一个窗口里；每个通道有自己的设备页，便于把不同总线上的设备分开管理。

CAN Scope Linux 桌面端的通道标签与设备状态卡片 — Linux 桌面程序实际渲染的设备页面，使用模拟数据。桌面端支持 Windows / Linux，当前展示的是 Linux 界面。

需要细看反馈时，可以进入电机详情页，让参数与曲线一起显示。通道配置可以导入、导出，便于保存一套调试对象；当前保留的 CAN 记录还可以导出为 CSV，供后续整理和分析。

桌面端电机详情：状态参数和多条实时曲线 — 电机详情与实时曲线预览，使用模拟数据。配置和记录可保存，但正在进行的反馈查询不会在重连后自动恢复。

04 · 从解码结果回到原始 CAN 报文

参数曲线帮助理解设备状态，原始报文则保留了进一步排查的入口。CAN 监视页可以查看接收、成功发送与发送失败记录，按 CAN ID 和 RX / TX 筛选，并结合设备端帧率、错误统计与估算负载观察总线活动。

桌面端支持经典 CAN 单次发送，包括标准帧、扩展帧、数据帧和远程帧，DLC 为 0～8。发送操作会等待设备侧的 CAN 完成结果；如果超时或断线，界面将结果视为未知，不自动重发，以免把一条可能已执行的指令再次送出去。

CAN 原始报文监视界面与单次发送区域 — CAN 监视与单次发送页面，使用模拟数据。链路受理、命令写入和 CAN 总线实际发送完成属于不同阶段。

目前面向经典 CAN，不支持 CAN FD。设备接口会正常参与 ACK，不能作为纯监听模式使用；页面中的 LOAD EST. 是估算值，没有包含位填充、错误帧或失败尝试，适合辅助观察变化趋势。

05 · 同一台设备，也可以观察外部单片机串口

实际联调时，电机和 IMU 之外，常常还会遇到通过 UART 输出状态的控制板。CAN Scope 可以在设备屏幕把数据类型切换为 UART，继续使用蓝牙、Wi-Fi 或桌面 USB 连接，接收和发送原始字节。

界面支持 HEX 与 UTF-8 文本，发送时可以按需要追加换行；接收内容可以暂停显示或清空。默认串口参数为 115200 / 8N1，也可从 9600 到 921600 的八档速率中选择。暂停只影响显示，接收仍继续进行，界面保留最近 64 KiB 数据。

UART 页面：串口参数、HEX 接收、输入框与发送状态 — 项目共用的 UART 页面，来自离线界面测试，使用合成字节数据。Android 与桌面端沿用同一套串口页面交互。

UART 一次最多发送 4096 字节，按小段等待设备完成确认。该确认代表 ESP32 的串口输出已完成，外部单片机是否收到或执行，还需要对方协议的应答。高波特率也不等于无线链路能够持续无损传输，需要可靠传输时应结合帧长、校验、序号和限速设计。

06 · 屏幕与按键，让设备状态留在现场

设备端使用 1.47 英寸 ST7789 屏幕，分辨率为 172 × 320。中文总览显示连接与运行统计，设置页提供亮度、声音、方向、通信模式、数据类型和串口速率等入口，支持四个显示方向。

不同通信模式使用不同的主题颜色，蓝牙为蓝色、Wi-Fi 为紫色、USB 为红色，双机 A / B 分别使用绿色和黄色。GPIO3 的绿色指示灯独立提示连接与数据活动，便于在不一直盯着屏幕时观察设备状态。

ST7789 中文总览与设置页，展示横竖屏布局 — 由固件实际绘制代码生成的屏幕预览，使用模拟数据；本机屏幕显示状态和统计，原始报文在上位机查看。

07 · 两台设备，可以组成独立无线桥

如果两端都需要接入设备，可以让两台分析仪分别进入 A 端和 B 端，通过 ESP-NOW 配对后转发 CAN 或 UART 数据。配对由两端屏幕和按键完成，需要核对校验码并确认，使用时不依赖 App 或电脑。

双机 A 端、B 端设置与屏幕配对流程预览 — 双机模式与配对页面，由实际固件绘制代码生成，使用模拟数据。实物配对、无线距离和持续吞吐仍需在目标环境验证。

CAN 双机桥连接的是两条独立总线，不能把 A / B 又并接到同一条总线上形成环路。无线链路传递帧，不能延伸 CAN 逐位仲裁和 ACK 的时序；两段总线各自需要匹配的波特率、接线与终端电阻。

链路采用有界队列、重试去重和过期清理，避免重连后补发长期积压的数据。无线 ACK 表示对端接纳了转发数据，CAN 发送是否完成还要看对端控制器；满负载无损和硬实时能力需要单独测量。

08 · 蓝牙、Wi-Fi 和 USB，怎么选？

方式	可用客户端	适合的使用方式
Bluetooth LE	Android / Windows / Linux	近距离无线连接，按设备建立通道
Wi-Fi 局域网	Android / Windows / Linux	设备与上位机处于同一局域网，通过 TLS 连接
原生 USB	Windows / Linux	工作台电脑直连，不需要先配网
ESP-NOW 双机	无需上位机	两端独立转发 CAN 或 UART 数据

Wi-Fi 首次使用，需要先通过认证蓝牙配置 2.4 GHz 网络并取得设备信任信息。局域网连接校验设备证书指纹，并使用访问令牌认证；日常传输不需要云端中转。原生 USB 走 ESP32-S3 的 USB Serial/JTAG 接口，与外接单片机所用的 TX / RX 独立。

同一台设备同时只使用一种数据通信模式，也只选择 CAN / UART 中的一种数据类型。切换模式会结束原连接；主动发送和电机查询由用户明确开启，重连后不会自动恢复。

09 · 接线，从 CANH / CANL 和 TX / RX 开始

当前目标硬件是 ESP32-S3 Mini、SN65HVD230、ST7789 屏幕、三个按键及有源蜂鸣器。CAN 默认 1 Mbit/s。连接总线前，应先确认收发器供电、共地、CAN 波特率和终端电阻配置。

CAN 与 UART 接线示意：GPIO4/5 接 SN65HVD230，GPIO43/44 与外部 MCU 交叉连接，USB 使用 GPIO19/20 — 原创接线示意图，依据当前工程 GPIO 映射绘制。实际供电、接口方向与器件电气参数仍应按所用板卡核对。

CAN：GPIO4 接 SN65HVD230 的 CTX，GPIO5 接 CRX，CANH / CANL 按信号名称接到总线。当前设计的 CN6 与 CN5 引脚顺序不同，不能只按脚号接线。
UART：GPIO43 为 TX，接外部单片机 RX；GPIO44 为 RX，接外部单片机 TX；双方共地，使用 3.3 V TTL。
USB：使用连接 GPIO19 / GPIO20 的原生 USB 口。开发板若有两个 USB 插座，应区分原生 USB 与 USB 转串口接口。

UART 不能直接连接 RS232、RS485 或 5 V 串口。原理图与 PCB 原始工程目前尚未纳入项目仓库，电气与供电细节请结合实际硬件确认。

10 · 第一次使用，建议按这个顺序走

准备配套固件和客户端。需要 UART、USB 等功能时，使用对应的新版本源码构建，先确认两端支持同一功能。
先建立一条连接。手机从蓝牙开始，电脑可从蓝牙或 USB 开始；一次只让一个上位机连接同一台分析仪。
先查看状态，再添加对象。CAN 模式先确认波特率和总线活动，再添加一台电机或 IMU，填对 ID 与反馈 ID。
再开启主动查询。需要时单独开启达妙反馈查询，观察实际反馈速率与错误统计，再决定是否调整频率。
保存一份配置。导出通道和设备配置；需要复盘时导出当前保留的 CAN 记录。

Linux 桌面源码运行需要 Python 3.12（64 位，推荐），在仓库根目录执行：

bash desktop/start.sh

Windows 安装 Python 并加入 PATH 后，可双击 desktop/start.bat。启动脚本首次创建虚拟环境并安装依赖。固件使用 ESP-IDF v6.0.2，Android 使用 JDK 17、Android SDK 35 与 Build Tools 35.0.0；具体构建步骤见项目 README。

项目地址、版本与后续进展

文章按 2026 年 11 月 4 日的项目源码整理：ESP32-S3 固件 1.24.2、Android App 1.21.0、CAN Scope Desktop 1.2.4。不同组件独立编号。

目前已发布的完整套件标签为 desktop-v1.0.0，其中是固件 1.21.0、Android 1.20.0 和 Desktop 1.0.0，属于历史快照。它与本文介绍的当前源码功能存在差异，后续新功能应以源码和相应发布说明为准。

访问说明：GitHub / Gitee 仓库目前为私有，需要相应账号具有访问权限；本文提供项目介绍与界面展示，不代表上述链接对所有访客开放。源码工程采用 GPL-3.0-only，外部依赖与字库遵循各自许可证。

我希望 CAN Scope 能把“接上设备、看见反馈、理解数据、留下记录”这条调试路径做得更顺手。对于正在做机器人或嵌入式项目的同学，可以先从自己的一台电机、一个 IMU 或一段串口数据开始，再逐步扩展到多通道工作台。

配图说明：本文使用原创结构 / 接线示意图，以及项目实际页面或固件绘制代码生成的模拟预览。构建、自动测试和模拟界面分别验证对应的软件行为；真实设备兼容性、无线距离与持续吞吐，应以相应实测记录为准。项目不隶属于大疆、达妙或乐鑫，型号用于说明协议兼容范围。