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1、利用利用 CAN232B 转换器组建转换器组建 CAN 控制网络控制网络一、一、 引言引言 由于 RS232通讯距离短（根据 EAT/TAI-232标准，仅为15米） ，而且，只能进行点 到点通讯，不能直接组多点通讯网络。为了延长 RS232的通讯距离，并将 RS232节点 组成通讯网络，目前广泛使用 RS232/RS485信号转换器。但是，由于 RS485通讯本身 的局限性，在实际应用中存在许多不足：总线效率低、系统的实时性差、通讯的可靠 性低、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂接的节点少、应用不灵活等。本文介绍一种方法，可以将 RS232通讯网络转换成 CAN 通讯网络，以更好地
2、解决 用户建立远程通讯网络的问题。二、二、 CAN 总线特性总线特性CAN-bus（Controller Area Network）即控制器局域网。目前，CAN-bus 是应用最 广的现场总线国际标准之一。CAN-bus 是一种多主方式的串行通讯总线，可以实现较高通讯速率、高抗电磁干 扰性，而且能够检测出产生的任何错误，以保证实时通讯的可靠性。CAN-bus 总线具 有以下特性： 低成本的现场总线； 极高的总线利用率； 很远的数据传输距离（长达10Km）或高速的数据传输速率（高达1Mbps） ； 可根据报文的 ID 决定接收或屏蔽该报文； 可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后，可自动
3、重发； 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；当信号传输距离达到5Km 时，CAN-bus 仍可提供高达10Kbps 的数据传输速率。 CAN-bus 通讯速率与传输距离的关系如下图2-1所示：图2-1 CAN-bus 通讯速率与距离关系三、三、CAN232B 转换器转换器我们可以方便地运用 CAN232B 转换器，来实现 RS232的多点组网和远程通讯。 CAN232B 转换器内置数据处理微控制器与 CAN 控制器，能够实现 RS232/CAN 网络的 数据智能转换。1、 主要技术参数 支持 CAN2.0B 协议（兼容 CAN2.0A 协议） ，符合 ISO/DIS 11898规范；
4、 集成1路 CAN 通道，波特率在10Kbps1Mbps 之间可选； 集成1路 RS232通道，波特率在1200bps57600bps 之间可选； CAN 通道采用光电隔离，隔离模块绝缘电压：1000Vrms。2、 工作原理图3-1 CAN232B 原理框图由微处理器负责实现通讯协议，转换 RS232通讯数据与 CAN 通讯数据；集成 CAN 控制器完成 CAN 协议的硬件实现。为了提高系统的抗干扰能力，在 CAN 数据通 道上增加了完整的电气隔离电路。隔离电路采用光电隔离元件，自带 DC/DC 电源模块， 无需外接电源。四、四、 利用利用 CAN232B 组建组建 CAN 控制网络控制网络4
5、.1 实现 RS232点对点远程通讯图4-1 利用 CAN232B 实现 RS232点对点通讯利用 CAN232B 转换器实现 RS232点对点远程通讯，如图4-1所示。只需要将每个 用户设备分别连接一个 CAN232B 转换器，再通过双绞线连接两个 CAN232B 转换器的CAN 端口即可。当通讯距离较远时，需要在 CAN 网络的两个端点处各安装1个120欧 姆的电阻，电阻跨接在 CAN_H 和 CAN_L 上。在实现通讯前，只需要设置 CAN232B 转换器的2个参数：RS232通讯波特率、 CAN 通讯波特率，其他参数无需进行设置。CAN 通讯波特率可以查找图2-1中的参照 数据。由于
6、CAN232B 转换器完全支持 CAN2.0A 和 CAN2.0B 协议，利用 CAN232B 实现 RS232点对点远程通讯，可充分利用 CAN 总线的优点，如传输距离远、传输速率高、 无损仲裁和错误检测处理等。在 CAN 波特率为10kbps 时，数据传输距离可达到5km， 极大地提高了 RS232数据的传输距离，同时也能够大大改善 RS232数据传输的可靠性。如果用户的数据传输距离超过5km 距离，则需要在 CAN 网络中间安装 CANrep 中 继器。4.2 实现 RS232多机通讯网络图4-2 利用 CAN232B 实现 RS232多机网络通讯利用 CAN232B 转换器实现 RS2
7、32多机通讯网络，如图4-2所示。注意，CAN 网络 是一个“直线型”网络。首先，需要将每个用户设备分别连接一个 CAN232B 转换器；然 后，通过双绞线连接各个 CAN232B 转换器的 CAN 端口，即可通讯。另外，需要在 CAN 网络的两个端点处各安装1个120欧姆的电阻，电阻跨接在 CAN_H 和 CAN_L 上。如果用户的数据传输距离超过5km 距离，则需要在 CAN 网络中间安装 CANrep 中 继器。利用 CAN232B 转换器实现 RS232多机通讯网络，还需要考虑是否执行以下软件设 置环节： 1 配置主控设备的 CAN232B 转换器（通过配置软件设置） 设置 CAN23
8、2B 的 RS232通讯波特率、CAN 通讯波特率。 设置 CAN232B 中 CAN 报文滤波器，使设备接收所有的 CAN 报文。2 用户 RS232主控设备的软件设计对 RS232主控设备而言，需要具备寻址其它多个 RS232设备的能力。此时，需要按照 CAN232B 转换器的配置协议，对用户主控设备的 RS232程序进行补充、修改，使 主控设备可向所连的 CAN232B 转换器发送“命令帧”，以设置 CAN 帧格式，动态配置 CAN232B 发送的 CAN 帧信息。这样，用户主控设备就可以通过 CAN232B 发送具有 不同 ID 的 CAN 报文帧，从而寻址不同地址的 RS232设备。
9、3 配置从设备的 CAN232B 转换器（通过配置软件设置） 设置 CAN232B 的 RS232通讯波特率、CAN 通讯波特率。 设置 CAN232B 中 CAN 报文滤波器，使设备接收所需要的 CAN 报文。 设置 CAN232B 中 CAN 帧格式，决定帧类型（标准帧/扩展帧）和帧 ID。合理使用 CAN232B 转换器，可以方便地实现 RS232多点组网和远程通讯。由于 CAN232B 转换器完全支持 CAN2.0A 和 CAN2.0B 协议，因此，所组建的 CAN 控制网 络具有组网灵活、数据传输可靠性高、通讯速率高、总线利用率高等优点。五、五、 RS232/CAN 电平转换器电平转
10、换器目前，我们还接触到一种利用 CAN 总线收发器的电平驱动能力而间接实现 RS232 远程通讯的 RS232/CAN 转换器。这里，我们称其为非智能型 RS232/CAN 电平转换器， 将上面介绍的带微处理器产品称为智能型 RS232/CAN 转换器。下面将对非智能型 RS232/CAN 电平转换器产品及其构成网络进行分析、判断、比较。非智能型 RS232/CAN 电平转换器直接通过硬件电路来实现 RS232信号和 CAN 信 号的物理电平转换。下图5-1是非智能型 RS232/CAN 电平转换器的原理框图。图5-1 RS232/CAN 电平转换原理框图上图中，非智能型 RS232/CAN
11、转换器没有使用 CAN 控制器，只是利用 CAN 总 线收发器的电平驱动能力，以达到延长 RS232传输距离的目的。利用非智能型 RS232/CAN 电平转换器构建的 CAN 接口可以具有远程通讯的能力， 但由其构建的 CAN 网络并不支持 CAN 基本协议。所以，利用非智能型 RS232/CAN 转换器组建的网络仍有会存在类似 RS485的许多缺点：没有错误控制能力、没有硬件 总线仲裁功能、通讯的可靠性低、总线效率低、系统实时性差、应用不灵活、只有主 从通讯方式等等。一句话，那已经不是可靠、实时的 CAN-bus 通讯网络。与电平转换的机制不同，智能型 RS232/CAN 转换器完全支持 C
12、AN 基本协议，可 以实现 RS232通道数据和 CAN 通道数据的转换。利用智能型 CAN232B 转换器构建 CAN 网络，完全支持 CAN2.0A 和 CAN2.0B 协议，充分利用 CAN 总线的特性，实现 RS232的远程通讯和多点组网，并具有组网灵活、数据传输可靠性高、通讯速率高、总 线利用率高等优点。这也是 CAN-bus 通讯网络具有的优点。另外，智能型 RS232/CAN 转换器还具有以下优点：可以实现 RS232通讯数据与 CAN 通讯数据的透明转换，无需 更改原有 RS232通讯协议，可以直接应用到原有领域。六、总结六、总结利用 CAN232B 转换器组建一个 CAN 控制网络，能够很方便的实现 RS232多点组 网、远程通讯，并且，不需要更改原有 RS232通讯软件，用户可直接嵌入原有的应用 领域，使系统设计达到更先进的水平。
