[实用新型]一种通用串口到CAN总线接口的转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种接口转换器，具体为一种通用串口到CAN总线接口的转换器。

背景技术

控制器局域网CAN(Controller Area Network)是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，主要应用在汽车监控、开关量控制，制造业等领域内的数据通信。CAN总线是现场总线的主流品种之一，具有可靠性高、实时性强、稳定性好、抗干扰能力强、开发成本低等特点，在工业控制领域得到了普遍应用，并被认为是最有前途的现场总线之一。CAN总线主要有以下特点：

(1)CAN总线为多主方式工作，介质访问采用非破坏性位仲裁方式，能够有效避免总线冲突；支持点～点、点～多点和全局广播方式接收、发送数据，多节点同时发送信息时，具有优先级选择。

(2)信号传输采用短帧结构，占用总线时间短；数据采用循环冗余码CRC校验，出错率低，具有较强的抗干扰能力。

(3)采用数据块编码，数据块标识码可由11位或29位二进制数组成，最多可定义211或229个数据块，可使不同节点同时接收相同数据。

(4)信号传输介质为双绞线，通信速度高；通信距离40m时，波特率可达1Mbps；通信距离达到10km时，仍可达5kbps，可挂接设备最多可达110个。

(5)具有节点自关闭功能：节点在错误严重时自动关闭输出功能，从而避免总线节点的相互扰动。

CAN总线与传统的标准串行总线RS-232和RS-485相比，除了在硬件成本、开发难度上，RS-232和RS-485稍具优势外，其他性能方面都没有可比性。但是在产品更新速度特别快的今天，如果将产品的上市时间、产品的后期维护、软件开发难度等计算在一起，RS-232和RS-485的硬件成本优势也变得不十分明显。因而CAN-bus取代RS-232和RS-485总线有着相对明显的优越性，那么从RS-232/485总线到CAN-bus的过渡产品(即通用串口到CAN-bus接口的转换产品)就成为其中重要的桥梁。

实用新型内容

针对上述背景技术，结合CAN总线以及通用串口RS485和RS232的特点，本实用新型旨在提供一种通用串口到CAN总线接口的转换器，实现通用串口与CAN总线接口通讯的目的，作为RS-232/485总线到CAN总线的过渡装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种通用串口到CAN总线接口的转换器，包括接入物理总线的通用串口的接口电路、CAN总线接口的接口电路和内置CAN控制器的CPU主控模块，所述CAN总线接口通过CAN光电隔离器与CPU主控模块连接，通用串口的接口电路通过串口光电隔离器与CPU主控模块连接；CAN总线接口和通用串口的接口电路上均连接有DC/DC模块；且外扩数据寄存器和复位电路接入CPU主控模块。

上述CPU主控模块采用了内置CAN控制器的微处理器P87C591，CAN总线接口的接口电路包括型号为PCA82C250的驱动器，所述光电耦合器采用6N137；所述通用串口的接口电路包括RS232收发器MAX232和RS-481收发器MAX481，所述复位电路采用的是MAX813L；外扩数据寄存器采用的是E²PROM-AT24C02。

本实用新型的工作原理是：所述通用串口到CAN总线接口的转换器，包括面向通用串口及CAN接口的接口电路，提供控制器与物理总线之间的接口；内置CAN控制器的CPU主控模块负责监控任务。所述CAN接口、通用串口的接口电路与CPU主控模块之间连接的用来信号隔离的CAN光电隔离器和串口光电隔离器能够有效的增加系统的可靠性和抗干扰能力；CAN接口和通用串口的接口电路上均连接有DC/DC模块作为系统电源和接口电路中收发器的电源隔离，用于提高节点的稳定性和安全性；且外扩数据寄存器和复位电路接入CPU主控模块。

微处理器P87C591通过内置的CAN控制器实现数据的接收和发送通信任务。在该系统中为了实现串口通道的切换，可设置跳线槽用于手动选择，通过给CPU输入不同的信号值，从而判断外部接口是RS-232还是RS-485，继而选通相应的数据通道；微处理器的信号输出端接入CAN接收器输入端和输出端，通过光电耦合器6N137接到CAN接口收发器的RXDC和TXDC。这样在提高CAN总线节点抗干扰能力的同时很好的实现了CAN节点间的电气隔离。

RS-485总线的接口电路提供收发器MAX481，RS232总线端连接的接口电路提供收发器MAX232；且上述接口电路均采用了电源隔离。