嵌入式UART轉(zhuǎn)CAN應(yīng)用案例詳解

在如今CAN總線應(yīng)用越來越廣泛的今天，很多人都開始學(xué)習(xí)使用這一技術(shù)，但是由于CAN總線協(xié)議的復(fù)雜度，不少IT新人只能淺嘗輒止。本文將介紹如何致遠(yuǎn)電子的嵌入式UART轉(zhuǎn)CAN模塊來解決這一問題。

一、CSM100產(chǎn)品簡(jiǎn)介

CSM100系列UART轉(zhuǎn)CAN模塊是集成微處理器、CAN-bus 控制器、CAN-bus收發(fā)器、DC-DC轉(zhuǎn)換、高速光電隔離于一體的嵌入式UART 轉(zhuǎn)CAN 模塊，用戶可以不深入了解CAN-bus的相關(guān)知識(shí)，利用此芯片操作CAN-bus就如同操作UART 一樣方便。

模塊具有2種轉(zhuǎn)換方式包括透明轉(zhuǎn)換方式和透明帶標(biāo)示轉(zhuǎn)換方式。其中透明轉(zhuǎn)換方式會(huì)預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)幀ID，串口只需要發(fā)送報(bào)文數(shù)據(jù)段信息，其余信息模塊會(huì)自動(dòng)填充完整。透明帶標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換方式通過既定的協(xié)議格式可以將CAN總線報(bào)文的類型、ID轉(zhuǎn)發(fā)到串口數(shù)據(jù)的相應(yīng)字段。這兩種方式在不同應(yīng)用場(chǎng)景下靈活組合可以實(shí)現(xiàn)多種功能。

圖 1 CSM100實(shí)物、結(jié)構(gòu)圖

二、應(yīng)用方案

CSM100這個(gè)小模塊不僅僅是做串口與CAN數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，在很多應(yīng)用場(chǎng)景中起著必不可少的作用。下面就來介紹一下。

1、 為缺少CAN控制器的單片機(jī)提供CAN接口

雖然如今已經(jīng)不再是51單片機(jī)橫行的時(shí)代，但是仍然不是所有的MCU都具備CAN控制器，如果在某個(gè)項(xiàng)目中需要擴(kuò)展CAN通訊而恰好我們的主控平臺(tái)沒有CAN外設(shè)，那么選擇CSM100就是一個(gè)絕佳的選擇。只要主控上還有多余的URAT資源就可以利用它輕松的擴(kuò)展。擴(kuò)展方式如圖2所示。

圖 2 為缺少CAN控制器的單片機(jī)提供CAN接口

2、 為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)備提供組網(wǎng)條件

我們都知道CAN總線是一種多主總線，可以實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)通訊，自帶優(yōu)先級(jí)仲裁機(jī)制，可有效防止數(shù)據(jù)沖突?；谶@一優(yōu)點(diǎn)，可以利用CSM100模塊為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊設(shè)備提供組網(wǎng)的條件。例如，某些串口接口的傳感器，如果我們需要把多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)讀到MCU而MCU的串口數(shù)量不足怎么辦呢?

如圖3所示，與傳感器對(duì)接的CSM100模塊設(shè)定為透明轉(zhuǎn)換模式，并通過設(shè)定不同的地址ID加以區(qū)分。這樣全部傳感器的數(shù)據(jù)就可以共同在一條線路上傳輸了，不用為數(shù)據(jù)沖突或者找不到數(shù)據(jù)發(fā)送源而擔(dān)心。與主控對(duì)接的CSM100模塊設(shè)定為透明帶標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換模式。這樣主控接收到的串口數(shù)據(jù)流中就包含了不同傳感器的地址ID信息了。

圖 3 為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)備提供組網(wǎng)條件

3、 簡(jiǎn)易隔離中繼設(shè)備

在很多CAN-bus總線的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，我們可能會(huì)碰到這些問題，例如遠(yuǎn)距離通訊質(zhì)量不穩(wěn)定，或者對(duì)接兩個(gè)速率不同的網(wǎng)絡(luò)，亦或是想把網(wǎng)絡(luò)中的某些干擾較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)做隔離。這時(shí)我們可以使用兩個(gè)CSM100模塊實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的CAN總線中繼功能。

如圖4所示，將兩個(gè)CSM100的UART口交叉對(duì)接，設(shè)定工作模式為透明帶標(biāo)識(shí)符傳輸，分別設(shè)置各自對(duì)接CAN網(wǎng)絡(luò)的通訊波特率參數(shù)。這樣CAN總線的報(bào)文數(shù)據(jù)會(huì)先轉(zhuǎn)換成串口再轉(zhuǎn)換為CAN數(shù)據(jù)，信號(hào)得到了放大和隔離。

圖 4 簡(jiǎn)易隔離中繼設(shè)備