[实用新型]一种基于STM32的串口与CAN总线协议转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业现场总线控制网络通信协议转换技术领域，具体涉及一种基于STM32的串口与CAN总线协议转换器。

背景技术

CAN控制器局域网络，是国际上应用最为广泛的现场总线之一，应用范围从汽车行业面向工业领域逐步发展，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通信，属于总线式串行通信网络，具有高可靠性、高性能、灵活等优点，应用比较广泛，但是在实际应用中不可避免的与串行RS232或者RS485之间通信，RS232通信距离短，可进行点到点的通信，但是不能组建多点通信网络，随着控制网络规模的扩大数据通信量的增多，RS232的短距离通信已远远不能满足通信实时性、可靠性的要求，为了进一步提高通信实时性、可靠性的要求，组成多点通信网络，延长通信距离，采用CAN控制器局域网络，因此研究设计了一款基于STM32的串口与CAN的总线协议转换器，既可以弥补串口通信的不足，又可以充分利用CAN的优点。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是设计了一款一种基于STM32的串口与CAN总线协议转换器弥补串口通信的不足，充分利用了CAN的优点，设计电路简单且非常实用，主控芯片采用32位的ARM STM32F107为内核的CPU处理单元，电路由STM32F107主控芯片且内部带有CAN控制器、CAN接口收发电路A1050C、串行通信接口电平转换电路SP3232和RS485通信电路组成，可方便的应用于工业现场集中控制网络中，在电动汽车充电桩联网监控系统现场CAN总线数据采集传输显示中起到关键的作用。

基于STM32的串口与CAN总线协议转换器主要内容包括：支持数据的双向转换功能、支持CAN2.0A和CAN2.0B协议接口转换类型、支持三线式RS232和两线式RS485通信接口类型。转换模式包括二种：第一种为将某一种格式的总线数据转换成另一种总线的数据格式，不附加数据和对数据进行修改，既实现了数据格式的相互交换又没有改变数据内容，这种方式下不但不会增加终端通信设置，而能够实时的将数据原样转换，能承担较大流量的数据传输；第二种为将串行帧中的地址转换到CAN报文的标识域中，其中串行帧地址在串行帧中的起始位置和长度均可配置。

第一种数据转换包括两种转换方式，分别为串行帧转CAN报文和CAN报文转串行帧，转换的过程分别为：串行帧转CAN报文方式就是将串行帧的全部数据依序填充到CAN报文帧的数据帧中，基于STM32的串口与CAN总线协议转换器一旦检测到串行总线上有数据就立即接收并转换，在转换过程中帧类型和帧ID一直保持不变其转换数据对应关系如图1所示；CAN报文转串行帧就是将CAN报文数据帧中的数据依序全部转换到串行帧中，可以将基于STM32的基于STM32的串口与CAN总线协议转换器CAN报文的帧信息字节直接填充至串行帧中，也可以将CAN报文的帧ID字节全部填充至串行帧中，数据转换对应关系如图2所示。

第二种数据转换主要把串行帧中的地址信息自动转换成CAN总线的帧ID，这种方式方便终端通过基于STM32的串口与CAN总线协议转换器组建网络，使用自定义的协议。基于STM32的串口与CAN总线协议转换器在数据转换过程中记录需要转换的串行数据的的起始位置和长度，同时将此地址信息记录在CAN报文的帧ID域里，将此地址信息作为转换后CAN报文的ID；同理将CAN报文转换成串行帧时也是将CAN报文的ID信息作为转换后的串行帧的特征信息。

附图说明

图1为转换器串行帧转CAN报文转换数据对应关系图

图2为转换器CAN报文转串行帧转换数据对应关系图

图3基于STM32的串口与CAN总线协议转换器总体框图

具体实施方式