CAN总线／RS232智能电平转换器的设计

CAN /RS 232接口卡的设计与实现操建华(顺德职业技术学院　广东顺德　528300)摘　要:详细叙述了一种利用AT89S51单片机和S JA1000总线控制器的CAN 总线与RS 232接口卡的设计和实现方法;通过对串行通信协议的加强,设计了一种同步的串行通信协议。

该接口卡可以方便地建立起计算机与CAN 总线之间的通信,能够使CAN 总线的设计者方便地观察总线的运行情况和各个节点所发送的数据。

实际运行证实了其可靠性和易用性。

关键词:CAN 总线;RS 232;串行通信协议;总线控制器中图分类号:TP272 文献标识码:A 文章编号:10042373X (2009)242039203Design and Implementation of CAN/RS 232Adapter C ardCAO Jianhua(Shunde Polytechnic College ,Shunde ,528300,China )Abstract :Design and implementation of CAN/RS 232adapter card by AT89S51and bus controller of S J A1000are proposed.The adapter card can establish communication between personal computer and CAN 2Bus conveniently.And the CAN 2Bus designer can mo 2nitor the state of the bus and the data from every node by using it.For the better communication between serial port and computer ,the designer has maped out a serial protocol.The reliability and facility are testified by the application.K eywords :CAN bus ;RS 232;serial communication protocol ;bus controller收稿日期:2009206222 控制器局域网(Cont roller Area Network ,CAN )属于现场总线的范畴,其总线规范已被ISO 国际标准化组织制定为国际标准,并被公认为是最有前途的现场总线之一[1]。

RS -232与CAN 总线协议转换单元设计陈敬谦,何志伟,刘文泽(华南理工大学电力学院,广东省广州市510640)【摘　要】　给出了一种基于AVR 单片机、CAN 总线控制器和串行RS -232收发器的通信协议转换单元的设计方案;构建了串行RS -232和CAN 总线的数据通信桥梁,从而实现了PC 与CAN 总线中下位机节点之间的数据通信;介绍了本设计的工作原理,以及硬件电路和软件设计。

本协议转换单元具有很好的灵活性和适应性,可以在由C AN 总线设备组成的多机通信系统中广泛应用。

关键词:串行通信,R S -232,CAN 总线,协议转换中图分类号:TP334.7收稿日期:2004-01-08;修回日期:2004-03-190　引　言现场总线技术以其独有的技术优势和特点,在现代分布式测量和控制技术领域中的应用越来越广泛,已成为实现网络化测量与控制的一个发展方向。

然而,在目前许多已投入现场测量和控制的系统中,实现各种仪器、仪表设备之间通信的仍然是传统的串行RS -232或RS -485总线,而在工业中应用广泛的PC ,也往往只有传统的R S -232接口。

笔者开发的某多功能仪表的测量系统,由多台仪表和1台PC 组成,各仪表与PC 之间采用CAN 总线进行通信。

但由于PC 没有CAN 总线接口,要实现它们之间的通信,一般需要购买价格昂贵的PCCAN 接口卡,这无疑增加了系统的成本。

为此,本文提出了一种简易的RS -232与CAN 总线通信协议转换单元的设计方法,可以方便地解决它们之间的相互通信问题。

1　C AN 总线简述CAN (controller area network )总线是由德国BOSCH 公司为实现汽车测量部件和执行部件之间的数据通信而设计的一种现场总线,是一种支持分布式控制及实时控制的串行通信网络。

CAN 总线规范现已成为国际标准。

由于C AN 总线具有优异的特点,其应用已经遍及高速网络和低成本的多线路网络。

第28卷,第3期 中国铁道科学Vo l 28No 32007年5月 CH INA RAILWAY SCIEN CEM ay,2007文章编号:1001 4632(2007)03 0134 06 成果简报RS232/CAN 智能协议转换器及其通信网络赵志军1,王建英2(1.中国传媒大学信息工程学院,北京 100024; 2.铁道科学研究院通信信号研究所,北京 100081) 摘 要:为研制RS232/CAN 智能协议转换器,根据技术要求,确定其硬件系统主要由RS232接口、CA N 协议控制器和CAN 总线收发器等组成,软件系统主要由参数设置子程序、RS232串口/CA N 转换子程序、CRC 校验子程序等组成。

关键技术包括:在CA N 控制器软件初始化过程中对系统中断的控制;采用硬件流控制实现数据传输过程的控制。

将2个RS232/CAN 智能转换器通过双绞线连接起来,实现2个设备之间的R S232点对点远程通信。

在各设备处安装RS232/CA N 智能转换器,通过双绞线连接,并在端点处安装匹配电阻即可组成RS232/CA N 通信网络。

在调度集中车站智能自律分机系统中,采用RS232/CA N 智能协议转换器构建通信网络,既可充分利用原来的软硬件系统,又可提高系统的效率,缩短开发周期。

关键词:智能协议转换器;RS232接口;R S232/CA N 转换;控制器局域网络(CA N) 中图分类号:T N 919 2;U 285 41 文献标识码:B收稿日期:2006 06 13;修订日期:2007 03 15作者简介:赵志军(1970 ),女,河北元氏人,副教授,博士研究生。

RS232通信距离短,只能进行点到点通信,不能直接组建多点通信网络。

为了延长RS232的通信距离,并将RS232节点组成通信网络,目前广泛使用RS232/RS485信号转换器。

但是随着控制网络规模的扩大,数据通信量的增多,对数据的实时性、可靠性以及故障敏感性等的要求进一步提高,基于RS485总线的通信方式已不能很好地满足应用的要求[1 3]。

基于A VR处理器的RS232-CAN通信转换模块的设计【摘要】简要介绍了CAN总线的原理，提出了以内置CAN控制器的微处理器AT90CAN128为核心的，以TJA1050为CAN收发器的通信转换模块硬件电路的设计，并结合软件设计进行数据的收发，实现了RS232与CAN总线的互相通信。

【关键词】CAN总线；RS232串行口；AT90CAN128；TJA10501.引言目前在工业测控设备和系统中有很多是采用RS232接口，但是由于RS232通信距离较短（根据EAT/TAI-232标准，仅为15m)，传输速率低，接口容易损坏，而且只能进行点到点通信，难以组成多点通信网络[1]。

为了延长RS232的通信距离，并将RS232节点组成通信网络，由于CAN总线在组网和通信上的能力能完全满足这些要求，本文介绍一种可以将RS232转换成CAN总线的设计方法，以更好地解决这些问题。

2.CAN总线简介CAN全称为Controller Area Net，即控制器局域网，是一种有效的支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

CAN是德国Bosch公司为汽车的检测、控制系统而设计的，非常适合工业过程监控设备互联。

CAN控制器工作于多主站方式，网络中的各节点可分为不同的优先级，满足不同的实施要求。

采用非破坏性总线仲裁技术，有效避免了总线冲突。

CAN 的最远通信距离可达到10Km，最高通信速度可达1Mbps。

CAN协议废除了传统的站地址编码，可使网络内的节点个数在理论上不受限制，通信实时性强，提高系统的可靠性和系统的灵活性[2]。

CAN采用短帧结构，缩短了传输时间，因而受干扰的概率低，重新发送时间短。

CAN每帧信息都有CRC码校验及其他检错措施，保证了数据的出错率极低。

CAN的通讯介质可以为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活，成本低。

CAN 节点在错误严重的情况下具有自动关闭功能，以使总线上其它节点的操作不受影响。

CAN总线通过两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，不会出现损坏某些节点的现象[3]。

1．概述CAN（Controller Area Network）总线是德国BOSCH公司为解决现代汽车中众多控制与测试之间的数据交换开发的一种串行数据通信协议，是一种多主方式的串行通信总线。

CAN总线是一种开放式、数字化、多点通信的控制系统局域网，具有通信速率高、传输时间短、传输距离远、纠错能力强、控制简单、扩展能力强以及性价比高等特点，是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。

基于CAN总线的CAN控制器具有完成CAN总线通信协议所要求的全部必要功能，因此CAN控制器与其它微处理器的接口成为设计CAN总线系统的首要工作。

实际中很多设备带有RS-232接口，为了方便具有RS-232接口的设备与CAN总线的数据通信，本文完成了基于单片机控制的CAN总线与RS-232转换器电路设计和软件设计，实现了CAN总线数据与RS-232接口设备的数据传输。

2．基于单片机控制的CAN总线与RS-232转换器电路设计CAN总线与RS-232转换器电路包括：主控制模块、RS-232接口转换电路和CAN控制模块3个主要部分。

主控制模块的功能是处理CAN总线以及RS-232接口的数据通信和控制，本设计应用AT89C51完成对转换器各个接口的控制，实现CAN总线和RS-232接口两种协议数据帧的转换，使用带有SPI总线接口的X25045实现硬件看门狗功能。

主控模块电路如图1所示。

RS-232接口电路由MAX232芯片构成，实现将单片机串口的TTL电平与RS-232电平的相互转换，完成RS-232接口信息的输入输出传输。

CAN控制器模块，主要完成CAN协议的物理层和数据链路层协议的实现。

其中物理接口采用PCA82C250芯片实现物理层的电平转换和传输。

CAN控制器使用SJA1000芯片，完成数据链路层功能，实现CAN总线信息的输入输出传输。

AT89C51是CAN总线与RS-232转换器的控制器，提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，1000次可擦写周期，三级加密程序存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

2008年10月October 2008—256— 计 算 机 工 程Computer Engineering 第34 第19期Vol 卷.34 No.19·工程应用技术与实现·文章编号：1000—3428(2008)19—0256—02文献标识码：A中图分类号：TP391CAN 与RS232转换节点的设计与实现周 伟，程晓红(武汉理工大学信息学院，武汉 430070)摘 要：介绍将CAN 总线接口与RS232总线接口相互转换的设计方法和2种总线电平转换关系，实现CAN 总线与各模块的接口设计，制定了相应的软硬件设计方案，并给出软件设计流程图以及部分硬件设计原理图。

为CAN 总线与RS232总线互联提供了一种方法，对CAN 总线与RS232总线接口设备的互联和广泛应用的实现具有重要意义。

关键词：CAN 总线；RS-232总线；串行通信Design and Realization of CAN and RS232 Transformation NodeZHOU Wei, CHENG Xiao-hong(Information Institute, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070)【Abstract 】This paper introduces one design method of the CAN bus interface and the RS232 bus interface interconversion, emphasizes two kind of bus level transformation relations, realizes the CAN bus and various modules connection design, formulates the design proposal of corresponding software and hardware, and gives the flow chart of software design as well as the partial schematic diagram of hardware design. It provides one method for the CAN bus and the RS232 bus interconnection, has the vital significance to widespread application realization of the CAN bus and the RS232 bus interface equipment interconnection.【Key words 】CAN bus; RS-232 bus; serial communication1 概述控制局域网络(Control Area Network, CAN)最早由德国BOSCH 公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信[1]。

基于STM32的RS232-CAN通信协议转换器设计王英志;杨佳;韩太林【摘要】依据RS232接口和CAN总线的特点，设计了RS232接口与CAN总线的协议转换器。

以集成串行接口和CAN总线控制器的STM32F103C8单片机为核心，设计转换器的硬件电路和软件程序，实现RS232和CAN总线通信协议的转换。

本转换器具有通信隔离、防雷电等功能，具有体积小，成本低，便于实现，易于推广等特点，在应用中取得良好效果。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2013(000)014【总页数】3页(P141-143)【关键词】协议转换;CAN总线;RS232;STM32F103C8【作者】王英志;杨佳;韩太林【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院，长春130022;吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，长春130021;长春理工大学电子信息工程学院，长春130022【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言目前，RS232接口和CAN总线接口广泛应用于工业设备之间的通信。

它们各有特点，应用在不同领域。

RS232通信距离短，接口容易损坏。

CAN总线具有多点通信、组网方便，传输距离远，通信实时性好，纠错能力强，成本低等特点，能更好地匹配和协调各个控制系统[1]。

基于两种接口特点，本文介绍一种实现RS232接口设备与CAN总线设备进行通信的转换器，更好的解决用户在地域、通信网络、接口协议等方面的矛盾。

1 系统硬件设计RS232-CAN通信协议转换器设计，主要是完成RS232与CAN总线之间的通信协议转换，实现数据的互联通信。

在通信过程中，为了使系统具有通用性和稳定性，对供电电源、通信隔离、防雷电等方面进行了特殊设计。

系统原理框图如图1所示。

图1 系统原理框图1.1 单片机选择选用意法半导体公司ARM Co rtex™-M 3核的32位STM 32F103C8单片机，负责系统的整体运行。

单片机特点为：最大时钟频率为72MHz，3个16位定时器，其内部集成CAN2.0控制器、USART接口和USB2.0全速接口等，调试模式为SWD和JATG接口。

USB—CAN—RS232—RS485总线转换控制器设计摘要随着计算机技术的发展，串行总线的应用越来越广泛，为了使各种总线的数据能相互识别，总线转换器应运而生。

本设计介绍了USB—CAN—RS232—RS485总线转换控制器的设计。

首先，对总线转换控制器的现状做了简单综述；然后对4种总线的做了简要的介绍；最后详细介绍了系统的总体设计、各模块的工作原理、硬件的实现、程序流程图及部分程序。

本设计主要是实现4种总线数据格式之间的转换，它能自动检测转换数据的格式，然后初始化相应的转换模块，再转换数据格式。

在硬件方面，选择了性价比高的W77E532单片机，CAN总线控制器SJA1000，USB控制器CH375。

在软件方面，采用了功能模块化，为以后的升级或者扩展做准备。

这个总线转换控制器是为了满足工业需求而设计的，它具有低成本、低功耗、高可靠性等特点，具有广阔的前景。

关键词：转换器；USB；CAN；RS232；RS485USB-CAN-RS232-RS485Bus convertercontroller designAbstractWith the development of computer technology，Application Serial Bus widespread，In order to make a variety of bus data can be of mutual recognition，Bus converters came into being。

The design introduced the USB-CAN-RS232-RS485 converter bus controller design。

First of all, the conversion of the bus controller of the status quo to do a simple overview；And then four kinds of bus made a brief introduction；Finally, detailed system design, the module principle, the realization of the hardware, procedures and some procedures flow chart。