DBC系列之如何使用python脚本实现excel-dbc（3）[下]

摘要

基于上一部分《DBC系列之如何使用python脚本实现excel-dbc（3）[上]》，本文继续记录如何用python实现根据excel的CAN通信矩阵生成DBC文件。

1. 代码实现

开始前还是先准备通信矩阵文件

我的矩阵文件命名为demo_can_matrix.xlsx, 工作簿名为can_matrix。
然后同级目录下建立一个python文件，我命名为excel2dbc.py

1.1 读取CAN通信矩阵

1.1.1 导入模块

# 导入模块xlrd, canmatrx, demical
import xlrd
import canmatrix
import decimal

xlrd模块用于读取表格，cammatrix用于按一定的格式打包数据，demical模块提供了十进制浮点运算支持

1.1.2 读取文件，创建对象实例

# 输入文件
input_file = "demo_can_matrix.xlsx"
sheet_name = "can_matrix"
# 使用xlrd库读取excel文件
excel_obj = xlrd.open_workbook(input_file)
# 使用canmatrix库创建DBC实例
matrix_obj = canmatrix.CanMatrix()

excel文件名为demo_can_matrix.xlsx，矩阵所在的工作簿名字为can_matrix
先读取excel文件，创建一个对象。这个对象会包含表格中的工作簿
然后用canmatrix库创建一个matrix的对象，这个对象将对保存矩阵中的数据

1.2 添加全局属性

1.2.1 总线类型

# 总线类型
matrix_obj.add_global_defines("BusType", "STRING")
matrix_obj.add_define_default("BusType", "CAN")

这个总线类型用于描述这个DBC文件是CAN，LIN，MOST, FlexRay或其他类型的database.

1.2.2 报文发送类型属性以及默认值

# 报文发送类型属性以及默认值
matrix_obj.add_frame_defines("GenMsgSendType", 'ENUM "Cyclic", "Event"' )
matrix_obj.add_define_default("GenMsgSendType", "Cyclic")

1.2.3 报文发送周期属性

matrix_obj.add_frame_defines("GenMsgCycleTime", 'INT 0 65535')
matrix_obj.add_define_default("GenMsgCycleTime", "0")

1.3 处理信号属性

1.3.1 读取对应工作簿

# 获取对应canmatrix的工作簿，开始处理表格中的数据
sheet_obj = excel_obj.sheet_by_name(sheet_name)
if sheet_obj is None:raise "工作簿名错误，请检查"

1.3.2 创建新的frame

# 根据第1行有效信号描述，创建一个新的frame
frame_obj = create_new_frame(sheet_obj, 2)

Tips: 表格中的行和列都是从0开始的

1.3.3 封装函数

def create_new_frame(sheet_obj:xlrd.sheet.Sheet, row: int) -> canmatrix.Frame:if row <= 0:print("行错误，无法读取")return# 创建frame对象frame_obj = canmatrix.Frame()frame_obj.name = str(sheet_obj.cell_value(row, 5)).strip()transmitter = str(sheet_obj.cell_value(row, 1)).strip()frame_obj.add_transmitter(transmitter)message_type = str(sheet_obj.cell_value(row, 7)).strip().upper()if message_type == "P":frame_obj.add_attribute("GenMsgSendType", "Cyclic")try:frame_obj.cycle_time = int(sheet_obj.cell_value(row, 9))frame_obj.add_attribute("GenMsgCycleTime", frame_obj.cycle_time)except:print("第3行周期内容不合规")return Noneelif message_type == "E":# 由于demo矩阵中没有事件型，此处代码未写，这部分自行添加passtry:frame_obj.size = int(sheet_obj.cell_value(row, 10))except:print("第3行的DLC内容不合规")try:frame_obj.arbitration_id.id = int(sheet_obj.cell_value(row, 6), 16)except:print("第3行message id内容不合规")return frame_obj

由于还会根据报文ID的变换创建新的frame，这里需要把此函数封装起来，以便重用

1.3.4 遍历表格处理信号属性

# 遍历整个表格的所有行
for row in range(2, sheet_obj.nrows):try:message_id = int(sheet_obj.cell_value(row, 6), 16)except:print("第%d行message id不合规"%row)continueif message_id != frame_obj.arbitration_id.id:matrix_obj.add_frame(frame_obj)frame_obj = create_new_frame(sheet_obj, row)# 创建signal对象signal_obj = canmatrix.Signal()# 获取信号名字signal_obj.name = str(sheet_obj.cell_value(row, 3)).strip()# 获取信号接受节点if str(sheet_obj.cell_value(row, 2)) != "":receiver = str(sheet_obj.cell_value(row, 2)).strip()if receiver not in matrix_obj.ecus:matrix_obj.add_ecu(canmatrix.Ecu(receiver))signal_obj.add_receiver(receiver)frame_obj.add_receiver(receiver)# 获取信号起始位try:msb = int(sheet_obj.cell_value(row, 11))signal_obj.set_startbit(msb, bitNumbering= False, startLittle=False)except:print("第%d行msb内容不合规"%(row+1))# 获取信号长度try:signal_obj.size = int(sheet_obj.cell_value(row, 13))except:print("第%d行size内容不合规"%(row+1))# 获取信号大小端signal_endian = str(sheet_obj.cell_value(row, 14)).strip()if signal_endian == "Intel":signal_obj.is_little_endian = Trueelif signal_endian == "Motorola":signal_obj.is_little_endian = Falseelse:print("第%d行Byte Order内容不合规"%(row+1))# 获取信号初始值try:signal_obj.initial_value = int(sheet_obj.cell_value(row, 16), 16)except:signal_obj.initial_value = 0# 获取比例因子try:signal_obj.factor = decimal.Decimal(sheet_obj.cell_value(row, 17))except:signal_obj.factor = decimal.Decimal(1)print("第%d行factor内容不合规,已按默认值1处理"%(row+1))# 获取信号偏移量try:signal_obj.offset = decimal.Decimal(sheet_obj.cell_value(row, 18))except:signal_obj.offset = decimal.Decimal(0)print("第%d行offset内容不合规,已按默认值0处理"%(row+1))# 获取信号单位,将"/"处理为空signal_obj.unit = str(sheet_obj.cell_value(row, 21)).strip().replace("/","")# 获取信号值类型signal_value_type = str(sheet_obj.cell_value(row, 15)).strip().lower()if signal_value_type == "unsigned":signal_obj.is_float = Falsesignal_obj.is_signed = Falseelif signal_value_type == "signed":signal_obj.is_float = Falsesignal_obj.is_signed = Trueelse:signal_obj.is_float = Truesignal_obj.is_signed = False# 获取信号最小物理值try:phy_min_value = decimal.Decimal(sheet_obj.cell_value(row, 19))signal_obj.set_min(phy_min_value)except:# 按照size和偏移以及因子自动计算最小值signal_obj.set_min(signal_obj.calc_min())# 获取信号最大物理值try:phy_max_value = decimal.Decimal(sheet_obj.cell_value(row, 20))signal_obj.set_min(phy_max_value)except:# 按照size和偏移以及因子自动计算最大值signal_obj.set_min(signal_obj.calc_min())# 获取信号备注description = str(sheet_obj.cell_value(row, 4)).strip()signal_obj.add_comment(description)# 获取信号codingcoding_str = str(sheet_obj.cell_value(row, 22)).strip().replace("\"", "'")codings = coding_str.split("\n")for coding in codings:value_table = coding.strip().split(":")if len(value_table) > 1:value = value_table[0].strip()value_description = value_table[1].strip()if "-" in value:values = value.split("-")for n in values:try:signal_obj.add_values(int(n, 16), value_description)except:passelse:try:signal_obj.add_values(int(value, 16), value_description)except:passframe_obj.add_signal(signal_obj)
matrix_obj.add_frame(frame_obj)

代码中使用到try…except结构是为了防止表格内容中有其他内容影响生成，其实就是容错处理，实际使用时根据需要变换，代码是灵活的，不要拘泥于上述形式。
代码中用到了demical库，目的是将从表格中获取的字符串对象转换为十进制对象，factor，offset，最大小值都有可能为浮点数。
通过遍历处理，能够将矩阵中所有的信号都添加到matrix_obj中，接下来需要把这个数据导出为文件。

1.4 数据导出生成文件

# 导出到DBC文件
file_out = open("excel2dbc.dbc", "wb")
canmatrix.formats.dump(matrix_obj, file_out, "dbc", dbcExportEncoding="utf-8")
file_out.close()

使用cammatrix中dump()方法，可以将matrix_obj输出到文件中

2. 运行代码测试脚本

我使用的是VScode +python扩展来运行的，大家也可以自己使用自己喜欢的编辑器进行编辑，在cmd中运行也是可以的，根据自己的爱好来即可。推荐大家使用VScode或者pycharm，比较方便一点。

这张图是生成后的两个DBC的比较，可以看到VERSION属性和NS_属性不一样，VERSION属性canmtrix自行添加了，如果我们需要自己改，可以在脚本中添加代码实现。NS_属性用CANdb++打开并保存一次DBC即可，CANdb++会自动添加此部分属性。
除了这部分。其他的部分基本上一致，第二张图圈出的数据精度不一致，这通过CANdb++打开并保存后会自动适配。
通过使用python脚本，能够很方便地大量的报文和信号生成DBC，提高效率。
以上代码仅仅是适配演示的demo矩阵，和真正使用的CAN矩阵还有很大差别，但是基本上都属性和操作已经在脚本上体现了，其他需要添加的部分请大家应用时自行添加。
代码不能保证完全没有问题，可能依然还有些隐藏的问题，大家在使用过程中请仔细理解，文章中有需要的地方也请大家指出，我会及时修改采纳大家的意见。