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SANPO SPINE 机器人集成开发板用于将电脑或主控板(树莓派/Jetson等)连接到 CAN、CAN FD 和 RS485 设备/关节电机。可通过 **USB** 和 **SPI** 控制 4 路 独立 CAN/CAN FD 和 4 路 独立 RS485。
本说明适用于 V8 版本的 升级版(STM32G系列芯片)。如果使用 V4 版本的基础版、隔离版(STM32F系列芯片)，请访问 [V4 版本使用说明](https://docs.sanporobot.com/v4/zh/get_started.html)。
除了V4版本的标准功能以外，V8版本已增加 FDCAN，SocketCAN，CANgaroo，透传RS485串口 等更多功能。
> **提示：** 本说明文档已针对 **AI** 进行过友好化处理，连接好电脑/主控板，电源和电机后，可以把文档和样例程序发给AI，进行控制逻辑的编程。
## 首次接入和供电
### 通过 USB 控制 FDCAN/CAN/RS485 设备
#### 1. 硬件接线和供电，XT60接入动力电源给电机供电，XT30(2+2)接入电机CAN/RS485集成接口，USB Type-C 接入电脑或者主控板(Jetson/树莓派等) 给SANPO SPINE集成板供电。
#### 2. 点击打开线上调试工具 SANPO Studio [https://sanporobot.com/sanpo-studio](https://sanporobot.com/sanpo-studio/v6)
- 选择合适的选项 `FDCAN/CAN通用电机测试`，`RS485通用电机测试`，`Cybergear电机测试`，`宇树电机测试`
- 点击 `连接` 按钮
- 弹出的选择框中，选择 `SANPO Studio Management Port`，注意 SANPO Studio 使用 **协议模式**，请选择管理串口，不要选择RS485透传串口(**透传模式**使用)。
- 发送 `FDCAN/CAN/RS485` 数据进行测试
SANPO Motor，小米CyberGear，宇树GM8010电机可以直接选择右下角的自动化测试，进行正弦低速转动，观察电机平滑度和控制精度
#### 3. 其他控制方式
SANPO SPINE 支持透传和协议模式，适用于各种场景。
> **协议模式：** 发送数据时增加指定的报文头和尾，SANPO SPINE 收到报文，去除头和尾，把原始数据再转发给FDCAN/CAN/RS485设备。
> **透传模式：** 原始数据直接转发给FDCAN/CAN/RS485设备，SANPO SPINE 不做任何处理。
调试工具除了使用协议模式下的 **SANPO Studio**，你依然可以使用其他工具和透传模式，包括宇树电机，小米电机等原厂上位机软件。
以下控制模式适用于所有品牌的关节电机，可根据使用习惯自由选择。
| 控制模式 | 文档 | 调试工具 | 样例程序 | 数据接口 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| USB 转 RS485 透传模式 | [使用说明](rs485_passthrough) | [串口助手](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/tools/UartAssist.zip)
[宇树原厂上位机(仅宇树电机)](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/tools/UnitreeMotor.zip)
或者其他任意串口工具 | [RS485 透传样例逐步说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/native-rs485-v8.md) | [RS485 透传串口](#usb-转-rs485-透传模式) |
| USB 转 RS485 协议模式 | [使用说明](usb_rs485) | [SANPO Studio](https://sanporobot.com/sanpo-studio) | [宇树 GM8010 电机控制逐步说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/usb-rs485-unitree.md)
SANPO Motor 控制样例 | [SANPO 管理串口](#usb-转-rs485-协议模式) |
| USB 转 FDCAN/CAN 透传模式 | [Linux SocketCAN](socketcan)
[PythonCAN](pythoncan) | [CANgaroo(Windows)](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/tools/CANgaroo/CANgaroo-Windows-MinGW-Qt6.zip)
[CANgaroo(Linux)](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/tools/CANgaroo/CANgaroo-Linux-AppImage.zip) | [小米 CyberGear SocketCAN 逐步说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/socketcan-cybergear.md) | [CANX 网络接口(不使用串口)](#usb-转-fdcancan-透传模式) |
| USB 转 FDCAN 协议模式 | [使用说明](usb_fdcan) | [SANPO Studio](https://sanporobot.com/sanpo-studio) | SANPO Motor多轴控制样例 | [SANPO 管理串口](#usb-转-fdcancan-协议模式) |
| USB 转 CAN 协议模式 | [使用说明](usb_can) | [SANPO Studio](https://sanporobot.com/sanpo-studio)
[小米原厂上位机(仅小米电机)](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/tools/CyberGear.zip) | SANPO Motor控制样例 | [SANPO 管理串口](#usb-转-fdcancan-协议模式) |
### 通过 SPI 控制 FDCAN/CAN/RS485 设备
#### 1. XT60接入动力电源给电机供电，XT30(2+2)接入电机CAN/RS485集成接口，SPI(MOSI/MISO/SCK/CS0/CS1) 排针接入主控板(Jetson/树莓派等)SPI接口，5V 排针接入主控板给 SANPO SPINE 集成板供电。
> **提示：** 除了5V排针，依然可以使用USB给集成板供电，建议保留5V排针中的接地GND连接主控板，可保证 SPI 高速信号稳定。
点击查看 [树莓派SPI接口示例](#附录6-树莓派-spi-接线示例)，[Jetson SPI接口示例](#附录5jetson-nano-spi-接线示例)
#### 2. SPI 控制使用协议模式，发送数据时增加指定的报文头和报文尾，SANPO SPINE 收到数据后，去掉增加的头和尾，把原始数据再转发给 FDCAN/CAN/RS485 设备。
- 查看 [SPI 转 CAN](spi_can) 协议说明和样例程序
- 查看 [SPI 转 FDCAN](spi_fdcan) 协议说明和样例程序
- 查看 [SPI 转 RS485](spi_rs485) 协议说明和样例程序
## 其他功能
- [离线批量执行](batch_programming)：保存并自动执行一组电机指令。
- [原厂固件二次开发](official_firmware_development)：基于原厂固件继续开发，保留原厂通信转发功能并增加传感器等外设。
- [自定义固件开发](custom_firmware_development)：基于硬件配置框架，完全自定义所有功能。
- [接口和引脚说明](board_schematic)：STM32芯片外设配置引脚说明。
- [固件更新](firmware_update)：使用 ST-LINK 更新两颗 STM32芯片的软件。
> **重要：** 更新或者自定义 SANPO SPINE 集成板固件时不要执行全片擦除。全片擦除会删除出厂识别信息、已保存的通信参数和离线批次。
## 常见问题
| 现象 | 处理方法 |
| --- | --- |
| 接入USB为什么会显示6个串口 | 6个串口中，2个管理串口用于USB协议模式，4个RS485串口用于RS485透传 |
| 连接管理串口，下发指令无反馈 | 尝试连接另外1个管理串口，2个串口分别对应CAN/RS485-1/2和CAN/RS485-3/4，但是枚举顺序与电路板上的丝印不会对应，第一次接入后，确定对应关系，下次接入，对应关系不会改变 |
| SocketCAN枚举的CANX不对应 | SocketCAN枚举的CAN0/CAN1/CAN2/CAN3与电路板上丝印不会对应，第一次接入后，确定对应关系，下次接入，对应关系不会改变 |
> **提示：** Linux/Windows枚举串口和网络接口的顺序，量产时可做自动识别，出厂初始化自动识别对应关系，写入配置文件。
## 附录1： USB/SPI 接入说明，串口/网络的选择
### USB 转 RS485 透传模式
USB 接入电脑或者主控板后，会出现 4 个 `SANPO USB2RS485` 串行端口，每1个串口对应1路RS485通道，打开串口时使用的波特率等参数会同步给RS485总线，数据完全透传。
点击查看 [Windows下如何识别RS485串口](#附录2windows下-如何识别管理口和-rs485-透传口)
点击查看 [Linux 下如何识别RS485串口](#附录3-linux下-如何识别管理口和-rs485-透传口)
### USB 转 RS485 协议模式
在原始数据前后加上指定的报文头和报文尾，SANPO SPINE 收到数据后，去掉增加的报文头和尾，把原始数据再转发给 RS485 设备。协议模式使用 2个 `SANPO Studio Management Port` 串行端口，每1个串口对应1颗板载的STM32芯片，每颗芯片控制2路RS485通道。
点击查看 [Wiindows下如何识别RS485串口](#附录2windows下-如何识别管理口和-rs485-透传口)
点击查看 [Linux 下如何识别RS485串口](#附录3-linux下-如何识别管理口和-rs485-透传口)
### USB 转 FDCAN/CAN 透传模式
使用 Linxu SocketCAN，PythonCAN，candlelight等方式进行控制。例如下图是 Linux 下使用SocketCAN查看4路CAN通道(Linux 默认编号 CAN0/CAN1/CAN2/CAN3)
### USB 转 FDCAN/CAN 协议模式
在原始数据前后加上指定的报文头和报文尾，SANPO SPINE 收到数据后，去掉增加的报文头和尾，把原始数据再转发给FDCAN/CAN设备。协议模式使用 2个 `SANPO Studio Management Port` 串行端口，每1个串口对应1颗板载的STM32芯片，每颗芯片控制2路RS485通道。
点击查看 [Windows下如何识别RS485串口](#附录2windows下-如何识别管理口和-rs485-透传口)
点击查看 [Linux 下如何识别RS485串口](#附录3-linux下-如何识别管理口和-rs485-透传口)
## 附录2：Windows下 如何识别管理口和 RS485 透传口
在 Windows 中打开 [SANPO Studio](https://sanporobot.com/sanpo-studio)，点击“连接”，浏览器的串口选择窗口会直接显示端口名称：
- 使用 SANPO Studio 或协议模式时，选择 `SANPO Studio Management Port`；
- 使用 RS485 原始数据透传时，在自己的串口程序中选择 `SANPO USB2RS485 Port`；
SANPO Studio 的连接窗口可以区分端口类型，但不能自动判断某个端口对应整板上的 RS485-A/B/C/D。第一次使用仍应逐路连接或测试，并在自己的上位机中保存端口与物理接口的对应关系。
(附录3-linux下-如何识别管理口和-rs485-透传口)=
## 附录3：Linux下 如何识别管理口和 RS485 透传口
Linux 下可以按照[串口识别工具使用说明](https://gitcode.com/sanpo/robot/blob/main/products/spine/v8/demo/guides/identify-serial-ports.md)运行 `identify_sanpo_serial_ports_v8.py`。脚本只读取 USB 串口信息，不会打开端口，也不会发送任何数据：
```bash
cd demo/rs485
python3 -m pip install pyserial
python3 identify_sanpo_serial_ports_v8.py
```
输出中的 `MCU SERIAL` 用于把一个管理口和同一颗 MCU 的两个 RS485 透传口归为一组；`Port 1`、`Port 2` 只表示该 MCU 内部的两路 RS485。USB 序列号和 `/dev/ttyACM*` 编号都不能自动确定整板 A/B/C/D 顺序，首次接线后应记录实际映射。
需要程序读取结果时，可以输出 JSON：
```bash
python3 identify_sanpo_serial_ports_v8.py --json
```
## 附录4：USB 协议模式下报文头的定义
协议模式下，使用2个管理串口用于 USB转CAN/FDCAN/RS485 通信，封装帧头定义如下(透传模式下无封装，直接传输原始数据)：
| 帧头 | 十六进制 | 用途 |
| --- | --- | --- |
| `ST` | `53 54` | 经典 CAN 标准帧 |
| `ET` | `45 54` | 经典 CAN 扩展帧 |
| `SF` | `53 46` | CAN FD 标准帧 |
| `EF` | `45 46` | CAN FD 扩展帧 |
| `RT` | `52 54` | RS485 封装帧 |
## 附录5：Jetson Nano SPI 接线示例
下图中的 `GND` 必须连接。即使改用 USB 给SANPO SPINE 集成板供电，也应保留 Jetson 与集成板 SPI 接口之间的 `GND` 连接。尽量连接2根 `GND` 到 Jetson。
## 附录6： 树莓派 SPI 接线示例
下图中的 `GND` 必须连接。即使改用 USB 给SANPO SPINE 集成板供电，也应保留 Jetson 与集成板 SPI 接口之间的 `GND` 连接。尽量连接2根 `GND` 到 Jetson。
