运用CAN232B转换器实现RS232/CAN网络的数据智能转换
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，以更好地解决用户建立远程通讯网络的问题。
can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：
1： 低成本的现场总线；
2： 极高的总线利用率；
3： 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）；
4： 可根据报文的id决定接收或屏蔽该报文；
5： 可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后，可自动重发；
6： 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
can232b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。
主要技术参数
１：支持can2.0b协议（兼容can2.0a协议），符合iso/dis 11898规范；
２：集成1路can通道，波特率在10kbps～1mbps之间可选；
３：集成1路rs232通道，波特率在1200bps～57600bps之间可选；
４：can通道采用光电隔离，隔离模块绝缘电压：1000vrms。
工作原理
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。
利用can232b组建can控制网络
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。
利用can232b转换器实现rs232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。
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。
rs232/can电平转换器
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
上图中，非智能型rs232/can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can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。
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。
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本文介绍一种方法，可以将rs232通讯网络转换成can通讯网络，以更好地解决用户建立远程通讯网络的问题。
can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：
1： 低成本的现场总线；
2： 极高的总线利用率；
3： 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）；
4： 可根据报文的id决定接收或屏蔽该报文；
5： 可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后，可自动重发；
6： 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
can232b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。
主要技术参数
１：支持can2.0b协议（兼容can2.0a协议），符合iso/dis 11898规范；
２：集成1路can通道，波特率在10kbps～1mbps之间可选；
３：集成1路rs232通道，波特率在1200bps～57600bps之间可选；
４：can通道采用光电隔离，隔离模块绝缘电压：1000vrms。
工作原理
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。
利用can232b组建can控制网络
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。
利用can232b转换器实现rs232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。
3． 配置从设备的can232b转换器（通过配置软件设置）
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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。
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上图中，非智能型rs232/can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。
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