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232/485转CAN智能协议转换器

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产品型号

品       牌

厂商性质生产商

所  在  地天津市

更新时间:2023-04-11 14:41:15浏览次数:849次

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经营模式:生产厂家

商铺产品:28条

所在地区:天津天津市

联系人:荣锋 (经理)

产品简介

集成1路RS-232通道、1路RS-485通道、1路CAN-Bus通道,可以方便地嵌入使用RS-232接口和RS-485接口的节点上,在不需要改变原有硬件结构的前提下使设备获得CAN-Bus通讯接口,实现RS-232或RS-485设备与CAN-Bus网络之间的连接及数据通讯。232/485转CAN智能协议转换器

详细介绍

 

232/485转CAN

智能协议转换器

SG_CAN_Modbus

 

使用说明书 

天津滨海新区三格电子科技有限公司

一、产品概述

SG_CAN_Modbus是一款用于CAN-Bus现场总线与RS-232总线或RS-485总线之间数据转换的协议型转换器,支持标准Modbus  RTU协议。集成1路RS-232通道、1路RS-485通道、1路CAN-Bus通道,可以方便地嵌入使用RS-232接口和RS-485接口的节点上,在不需要改变原有硬件结构的前提下使设备获得CAN-Bus通讯接口,实现RS-232或RS-485设备与CAN-Bus网络之间的连接及数据通讯。SG_CAN_Modbus的RS-232通道和RS-485通道支持多种常用波特率,范围是1200-115200bps。CAN-Bus通道支持多种常用CAN速率范围是5K-500Kbps。使用本公司提供的配置软件,用户可以灵活设置模块的转换参数。

二、规格特性

    实现CAN-Bus与RS-232/RS-485的双向数据通讯;

支持 CAN2.0A 和 CAN2.0B 协议,符合 ISO/DIS 11898 规范;

集成 1 路 CAN-bus 通讯接口,通讯速率在5K~500Kbps;

集成 1 路 RS-232和1路RS-485 通讯接口,通讯速率在 1200~115200bps;

支持三种数据转换方式:透明传输、带标志转换和Modbus协议转换,支持Modbus RTU协议,透明传输和带标志转换支持RS-232和CAN口,Modbus转换支持RS-485和CAN口;

电源:DC 9-24 V,典型值12V 50mA;

内置终端电阻,短接端口使能;

工作温度:-40℃ ~ 85℃。

性能参数:每秒转发7000字节(透明传输,RS-232接口115200bps,CAN接口500Kbps),内置21K接收缓冲区,保证大量突发数据不丢包。

三、外观与接口定义

3.1产品外观

3.2接口定义

VIN+、VIN-

电源正负极

Res1+、Res1-

CAN-Bus 120欧姆终端电阻选择端

CAN_H、CAN_L

CAN-Bus连接端

Res2+、Res2-

485总线 120欧姆匹配电阻选择端

485_A、485_B

485总线连接端

SET、MODE、STAND

模式选择

RS-232

232接口

VIN+、VIN-分别为电源的正负极;

Res1+和Res1-是CAN-Bus总线120欧姆终端电阻使能端,如果此节点需要120欧姆终端电阻则短路这两个端口即可,已内置120欧姆电阻;

CAN_H、CAN_L为CAN信号的连接端;

Res2+和Res2-是485总线120欧姆匹配电阻使能端,如果此节点需要120欧姆匹配电阻则短路这两个接口,已内置120欧姆电阻;

485_A、485_B为485信号的连接端,且已内置150K上下拉电阻;

STAND、MODE、SET为模式选择接口,短接MODE和SET并重新上电设备进入配置模式,短接MODE和STAND并重新上电设备进入收发模式;

RS-232接口使用DB9母头接口,接口定义如下

 

3.3指示灯说明

指示灯

功能

Power

电源状态,灯亮表示电源正常

CAN

灯亮代表CAN通道在发送数据

232

透明传输和带标志转换下灯亮代表232通道在发送,Modbus转换模式下灯亮代表CAN通道错误计数达到255,通道关闭

485

Modbus转换模式下灯亮代表485通道在发送,透明传输和带标志转换下灯亮代表CAN通道错误计数达到255,通道关闭

    只有在有数据发送时灯才亮,时间很短,如果有数据连续发送会看到灯闪烁。

3.4接线说明

为了增强CAN-bus 通讯的可靠性,CAN-bus 总线网络的两个端点,通常要加入终端匹配电阻(120欧姆),也就是说如果设备工作在CAN-Bus终端则需要接入120欧姆终端电阻,此时只需短路Res1+和Res1-即可(120R电阻已内置)。

CAN通讯线可以使用双绞线、屏蔽双绞线。若通讯距离超过1KM时,应保证线的截面积大于1.0mm2。具体规格,应根据距离而定,常规是随距离的加长而适当加大。

RS-485是差分电平通信,在距离较长或速率较高时,线路存在回波干扰,此时需要在通信线路首末两端并联120欧姆匹配电阻,*在线路长度大于300米时,才考虑加匹配电阻。如需使用短路Res2+和Res2即可-。

四、软件说明

4.1软件参数

 

全局参数

设备型号

选择为“CAN网关”

串口号

设备在电脑上对应的串口号

转换模式

透明传输、带标志转换、Modbus转换

232/485参数

波特率

232或者485通道的速率,1200-115200

数据位

固定为8位

校验位

无校验None、奇校验Odd、偶校验Even

停止位

0.5bit、1bit、1.5bit、2bit

流控制

无None

帧间隔

以多少个字节时长作为一帧结束1-32Byte,Modbus转换模式下不可设定,固定为3.5Byte

CAN参数

波特率

CAN通道速率,5K-500Kbps

帧类型

以何种CAN帧转发232/485通道收到的数据,标准帧、扩展帧

ID偏移

带标志转换用,指示ID在串行帧的起始地址0-7Byte

ID长度

带标志转换用,指示ID的占用几个字节长度1-4Byte

CAN_ID

透明传输用,以哪个ID转发232通道收到的数据

CAN过滤设置

接收单选框

用来设定是否接收标准帧和扩展帧

滤波单选框

用来设定是否启用帧ID过滤,只有使能相应接收才可选择

ID起始

需要接收的ID小值,标准帧0x001-0x7FF

扩展帧0x00000001-0x1FFFFFFF

ID结束

需要接受的ID大值标准帧,范围同上

其他参数

允许CAN帧信息发送到串行数据

透明传输有效,一个字节,位0代表标准帧,1代表扩展帧,低4位帧数据长度

允许CAN帧ID发送到串行数据

透明传输有效,收到的标准帧ID两个字节表示,扩展帧ID四个字节表示

注意事项:

    软件会自动失能无关选项。

标准帧ID共11位范围0x001--0x7FF,扩展帧ID共29位范围0x00000000--0x1FFFFFFF。

串行帧用两个字节(16位)中低11位表示标准帧,用四个字节(32位)中低29位表示扩展帧。

透明传输模式下如果使能了“允许CAN帧ID转发到串行帧”,当CAN通道收到标准帧会把ID转成两个字节,收到扩展帧会把ID转为四个字节。建议在同时接收标准帧和扩展帧的情况下如果使能了“允许CAN帧ID转发到串行帧”则同时使能“允许CAN帧信息转发到串行帧”。

带标志转换模式下会把串行帧相应ID位字节转为CAN发送字节,同时把CAN通道收到的CAN帧ID转发到相应位置。建议如果接收扩展帧请把ID长度设置为4个字节长度,否则ID可能出错,详见后面转换方式。

Modbus转换模式下会把485通道收到每帧*个字节(即地址)作为CAN发送ID,相应的把CAN通道收到的CAN帧ID低8位(一个字节)作为Modbus应答帧*个字节(地址)。

帧间隔用来确定232通道或者485通道一帧数据是否发完,当连续超过帧间隔时间没有收到下一字节即可认为一帧结束。帧间隔单位是在设定波特率下一个字节时长。根据Modbus RTU传输协议,在波特率不大于19200的情况下帧间隔固定3.5个字节时长,大于19200时按固定时长1.75ms(因为中间一般有很多中断要处理)作为一帧间隔。故,本设备三种转换模式也参照此协议,即(帧间隔÷波特率)要不小于(3.5÷19200)。

4.2配置说明

在使用本产品之前需要先通过配置软件配置好收发模式和参数,否则软件会按近一次配置模式进行工作。

配置时短接SET和MODE端,通过USB转串口线连接电脑和设备的232接口并重新上电,打开配置软件选择设备型号为CAN网关,选择串口并打开然后进行参数设定。

设置好参数点击配置即可把配置信息写入设备,之后软件会提示是否配置成功。

五、转换方式

5.1透明传输

5.1.1串行帧到CAN通道

设备以PC端软件配置好的CAN帧类型和ID作为CAN发送的类型和ID,不断转发RS-232接口接收到的数据。

当232接口收到连续8个字节或者不够8个字节但一帧结束会立即转发到CAN总线,即如果一帧串口数据多于8个字节则每次发送8个字节直到后一段不足8个字节,如果一帧串口数据少于8个字节则一次发完。

串行帧

 

帧信息

用户配置

用户配置

用户配置

数据1

帧ID

用户配置

用户配置

用户配置

数据2

数据域

数据1

数据9

数据3

数据2

数据10

数据3

数据4

数据5

数据n-2

数据6

数据n-1

数据n-1

数据7

数据n

数据n

数据8

 

串行帧转CAN帧信息用户不用管,里面包含了帧信息(标准帧还是扩展帧)以及数据字节长度;帧ID是由用户在软件配置的,下次配置之前永远保持不变。

5.1.2 CAN通道到串行帧

当CAN总线收到一帧CAN信息(一帧CAN数据小于等于8个字节)会立即转发到232接口。如果使能了“CAN帧信息发送到串行帧”则会把帧信息填充在*个字节,如果使能了“CAN帧ID发送到串行帧”则会把帧信息填充在之后的2(标准帧)或4(扩展帧)个字节,之后填充数据。

CAN帧

 

串行帧

帧信息

标准帧0x00+数据字节长度

扩展帧0x80+数据字节长度

帧信息(可选)

帧ID

标准帧11位,扩展帧29位

帧ID(可选)

数据域

数据1

数据1

数据2

数据2

数据3

数据3

数据4

数据4

数据5

数据5

数据6

数据6

数据7

数据7

数据8

数据8

5.2带标志转换

5.2.1 串行帧到CAN通道

带标志转换可以通过配置软件CAN发送时的ID类型,在串行帧第几个字节开始(从0开始)、ID长度是多少(1-4)。

232接口收到一帧串行数据会根据上述配置取出ID的并以此作为CAN发送ID发送这一帧串行数据。

带标志转换同样是边收边转发,只要232接口收到这帧已经包含的完整ID并且数据够了8个字节或一帧结束就立即转发。

串行帧

 

帧信息

帧信息

帧信息

帧信息

数据1

帧ID

ID

ID

ID

数据2

数据域

数据1

数据11

数据3 ID

数据2

数据12

数据4 ID

数据5

数据13

数据5

数据6

数据14

数据7

数据15

数据n-2

数据8

数据16

数据n-1

数据n-1

数据9

数据n

数据n

数据10

 

如上表格:配置为带标志转换模式,以标准帧发送,ID长度为2,ID从第2字节开始(从0开始计数)。只要232接口收到前4个字节就确定了ID,收完了*个字节就开始发送了,之后每收8个字节就发送,直到这一帧发完。下一帧串行帧收到4个字节之后重新设置发送ID。

注意事项:串行帧中ID长度与CAN发送ID对应关系

串行帧中ID长度与CAN发送ID对应关系

ID长度

标准帧

扩展帧

1

ID低8位

ID低8位(7-0)

2

ID高3位,ID低8位

ID 15-8位,ID 7-0位

3

空字节,ID高3位,ID低8位

 ID 23-16位,ID 15-8位,ID 7-0位

4

空字节,空字节,ID高3位,ID低8位

ID五位,ID 23-16 位,

ID 15-8位,ID 7-0位

5.2.2 CAN通道到串行帧

当CAN收到一帧数据也会立即转发到232接口,同时会在相应位置填充CAN帧ID,因为串行帧格式原因,所以务必保证软件配置的CAN信息(CAN类型、ID长度)与CAN网络*。

CAN帧

 

串行帧

帧信息

标准帧0x00+数据字节长度

扩展帧0x80+数据字节长度

数据1

帧ID

标准帧11位,扩展帧29位

数据2

数据域

数据1

ID高3位

数据2

ID低8位

数据3

数据3

数据4

数据4

数据5

数据5

数据6

数据6

数据7

数据7

数据8

数据8

注意事项:CAN发送ID填充到串行帧规则

CAN发送ID填充到串行帧规则

 

串行帧ID长度

填充规则

标准帧

1

ID低8位

2

ID高3位,ID低8位

3

空字节,ID高3位,ID低8位

4

空字节,空字节,ID高3位,ID低8位

扩展帧

1

ID低8位(7-0)

2

ID 15-8位,ID 7-0位

3

 ID 23-16位,ID 15-8位,ID 7-0位

4

ID五位,ID 23-16 位,ID 15-8位,ID 7-0位

5.3 Modbus转换

 Modbus转CAN模式中设备并不作为Modbus主站或者从站,只负责把Modbus帧通过CAN发送出去,另一个使用相同协议的设备还原Modbus并把应答Modbus帧发到CAN网络。

RS-485采用标准Modbus RTU协议,所以用户在软件配置时务必确保设置是否符合Modbus RTU协议。

Modbus RTU协议对规定,数据格式为1位起始位,8位数据位,1位停止位,偶校验(也可以奇校验或者无校验,如果无校验则把停止位设为两位),CRC16Modbus校验,Modbus一帧长为256字节。

设备收到完整一帧Modbus会进行CRC校验,如果没有错误会把这条Modbus帧通过CAN发送到CAN网络,但不会发送后两个字节的CRC,因为CAN可靠性非常高,出错概率极低。当设备从CAN通道收到完整一帧Modbus之后会自动加上CRC校验然后通过RS-485发送出去。

5.3.1 RS-485通道到CAN通道

Modbus转CAN与前两种转换方式不同,只有在收到完整一帧Modbus之后,设备才会把Modbus*字节(地址字节)作为CAN发送ID,通过如下分段方式进行拆包然后完成CAN通道的转发。因为一帧CAN帧多携带8个数据,为了能在另一端正确地完成对一帧Modbus的拼接故参考DeviceNet(一个CAN应用层协议)分段报文传送协议进行拆包,然后通过CAN通道发送,在另一端按此协议重组。

因为Modbus转换模式下只有在收到完整一帧Modbus数据才会转发,且根据Modbus协议,Modbus是“问答”型协议,所以要等待另一端响应之后才能发送下一阵Modbus数据,或者超时无应答也可以再次发送。如果发送频率过快,“问完没答”就发下一针可能造成数据丢失或数据错误。

分段拆包格式如下:

 

7

6

5

4

3

2

1

0

帧信息

 

帧ID1

 

数据1

分段标记

分段类型

分段计数器

数据2

数据1

数据3

数据2

数据4

数据3

数据5

数据4

数据6

数据5

数据7

数据6

数据8

数据7

分段标记:0单独报文,1分段报文中的一段;

分段类型:0*个分段,1中间分段,2后分段

分段计数器:每一段的标志,该段在整个报文中的序号0-31

5.3.2 CAN通道到RS-485通道

设备把CAN通道收上来的CAN帧按拆包规则逆向组合,之后在后加上两个字节CRC之后通过RS-485通道发送出去

   


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