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一、功能概述

沈陽廣成科技GCAN-201模塊（CAN232/485MB）是集成1路標準CAN總線接口、1路標準串行接口（RS-232/RS-485）的工業(yè)級CAN總線與串行總線通訊連接器（網橋）。采用GCAN-201模塊，用戶可以將原本使用RS-232/RS-485總線進行通訊的設備，在不需改變原有硬件結構的前提下使其獲得CAN總線通訊接口，實現RS-232/RS-485通信設備和CAN總線網絡之間的連接，構成現場總線實驗室、工業(yè)控制、智能小區(qū)、汽車電子網絡等CAN總線網絡領域中數據處理、數據采集的CAN總線網絡控制節(jié)點。

GCAN-201模塊在正常工作時，處于實時對CAN總線和RS-232/RS-485總線進行監(jiān)聽的狀態(tài)，一旦檢測到某一側總線上有數據接收到，立即對其進行解析，并裝入各自的緩沖區(qū)，然后按設定的工作方式處理并轉換發(fā)送到另一側的總線，實現數據格式的轉換。GCAN-201模塊是工業(yè)總線改造，多種總線設備互連的關鍵性工具，同時該模塊具有體積小巧、即插即用等特點，也是便攜式系統用戶的最佳選擇。GCAN-201模塊的各種總線接口均集成隔離保護模塊，使其避免由于瞬間的過壓過流而對模塊造成損壞。采用DIN導軌的固定方式，可使其更容易集成到各種控制柜中。

二、設備參數

沈陽廣成科技GCAN-201串口轉CAN網關的設備參數包括：

（1）標準串口電平，可通過配置軟件選擇RS232或RS485總線；
（2）RS232接口采用標準3線制，RS485接口采用標準2線制；
（3）串口波特率支持600bps~115200bps，可通過軟件配置；
（4）提供兩種數據轉換模式：透明轉換、透明帶標識轉換；
（5）可配置三種轉換方向：雙向轉換、僅CAN轉串口、僅串口轉CAN；
（6）CAN總線支持CAN2.0A和CAN2.0B幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（7）CAN總線通訊波特率在5kbps~1Mbps之間任意可編程；
（8）CAN總線接口采用電氣隔離，隔離模塊絕緣電壓：DC 1500V；
（9）使用9~30V DC供電（20mA，24V DC）；
（10）RS485、CAN接口使用端子接口，RS232使用標準DB9接口；
（11）使用RS232接口進入RS232CAN-Config軟件配置工作模式及所有參數；
（12）非易失行存儲器保存配置參數，每次上電后自動調用最近一次的參數；
（13）可用配套卡軌連接件，安裝到DIN卡軌上；
（14）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；

三、應用領域

沈陽廣成科技的設備應用領域包括：

（1）現有RS-232設備連接CAN總線網絡；
（2）擴展標準RS-232網絡通訊長度；
（3）PLC設備連接CAN總線網絡通訊；
（4）CAN總線與串行總線之間的網關網橋；
（5）工業(yè)現場網絡數據監(jiān)控；
（6）煤礦、油井遠程通訊；
（7）CAN教學應用遠程通訊；
（8）CAN工業(yè)自動化控制系統；
（9）智能樓宇控制數據廣播系統等CAN總線應用系統。

如果您需要詢價沈陽廣成科技GCAN-201串口轉CAN網關或進行技術咨詢，可以加微信13019325660或撥打電話。

四、設備安裝

1、設備尺寸

設備外形尺寸：(長，含接線端子)113mm*(寬)70mm*(高)25mm，其示意圖如圖所示。

GCAN-201外形尺寸

2、接口定義及功能

GCAN-201模塊（CAN232/485MB）集成1路標準CAN總線接口、1路標準RS232串行接口、一路標準RS485串行接口。CAN總線及RS485接口由插拔式接線端子引出，RS232接口由標準DB9母頭引出，其接口位置及定義如下面圖表所示。

GCAN-201模塊RS-232接口

GCAN-201模塊RS-232接口定義

GCAN-201模塊電源、CAN、RS485接線端子位置

GCAN-201模塊電源、CAN、RS485接線端子定義

五、設備使用

1、與PC連接

GCAN-201模塊具有即插即用的特點，因此用戶可以使用PC機RS232接口直接與GCAN-201模塊連接。

請注意：當用戶的PC機沒有自帶RS232接口時，則需使用USB轉RS232，與GCAN-201的RS232接口連接即可建立通信。

請注意：RS232接口的RX、TX請勿接反，否則將無法通信。

2、與RS232/485接口設備連接

GCAN-201模塊使用標準串口電平（232：±3~15V，485：-7~+12V），因此該模塊可以直接與帶有RS232/RS485接口的設備進行連接。

3、與CAN總線連接

GCAN-201模塊接入CAN總線連接方式為將CAN_H連CAN_H，CAN_L連CAN_L即可建立通信。CAN總線網絡采用直線拓撲結構，總線最遠的2個終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節(jié)點數目大于2，中間節(jié)點不需要安裝120Ω的終端電阻。對于分支連接，其長度不應超過3米。CAN總線總線的連接見圖所示。

CAN總線網絡的拓撲結構

請注意：CAN總線電纜可以使用普通雙絞線、屏蔽雙絞線。理論最大通信距離主要取決于總線波特率，最大總線長度和波特率關系詳見下表。若通訊距離超過1km，應保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規(guī)格應根據距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當加大。

波特率與最大總線長度參照表

4、CAN總線終端電阻

為了增強CAN通訊的可靠性，消除CAN總線終端信號反射干擾，CAN總線網絡最遠的兩個端點通常要加入終端匹配電阻，如圖所示。終端匹配電阻的值由傳輸電纜的特性阻抗所決定。例如雙絞線的特性阻抗為120Ω，則總線上的兩個端點也應集成120Ω終端電阻。如果網絡上其他節(jié)點使用不同的收發(fā)器，則終端電阻須另外計算。

GCAN-201與其他CAN節(jié)點設備連接

請注意：GCAN-201模塊內部未集成120Ω終端電阻。如果節(jié)點數目大于2，中間節(jié)點不需要安裝120Ω的終端電阻。需要使用時，將電阻兩端分別接入CAN_H、CAN_L即可，如上圖所示。

5、系統狀態(tài)指示燈

GCAN-201模塊具有1個PWR指示燈、1個SYS指示燈、1個CAN指示燈來指示設備的運行狀態(tài)。這3個指示燈的具體指示功能及狀態(tài)如下表所示。

GCAN-201模塊指示燈狀態(tài)

●  GCAN-201模塊上電后，PWR、SYS、CAN三個指示燈立即點亮；
●  當GCAN-201模塊自檢完成后，PWR燈常亮，CAN燈熄滅，SYS燈閃爍；
●  當CAN端有數據傳輸時，CAN燈閃爍，無數據時熄滅；
●  如果CAN總線出現通訊錯誤，CAN燈將變紅。

六、配置說明

用戶可使用RS232接口，通過RS232CAN-Config軟件自行設定GCAN-201模塊的參數，以滿足實際應用場合的需要。GCAN-201模塊的配置，包括模塊的轉換方式、串口參數、CAN總線參數、232/485功能切換等。在正常使用前，需要預先配置好GCAN-201的轉換參數，如果沒有進行配置，那么GCAN-201將執(zhí)行上一次配置成功的參數。

1、配置準備

GCAN-201模塊在上電狀態(tài)下，用頂針輕點模塊DB9接口一端的復位按鈕，模塊的SYS燈和CAN燈交替閃爍，即表明模塊進入配置模式。如圖所示。

復位按鈕

將模塊的RS232接口與PC連接。進入設備管理器找到串口號。如圖所示。

設備管理器界面

請注意：GCAN-201設備只能通過RS232接口進行配置，不能通過RS485接口進行配置。

2、軟件連接

當GCAN-201模塊進入配置模式且通過串口與PC機正常連接后，打開光盤中的“S232CAN-Config”軟件對模塊進行配置。軟件界面如圖所示。

S232CAN-Config軟件主界面

進入軟件后，選擇連接到GCAN-201的串口號，點擊“連接設備”即可建立連接。如用戶不知道串口號，可通過進入PC機的設備管理器中查看。S232CAN-Config配置軟件串口只顯示1-7，如果您的串口號過大，請點擊端口屬性，在高級設置中修改串口號。點擊“Connect”后，界面彈出“讀取參數成功”，表明已讀出模塊當前的配置情況。

3、配置轉換參數

轉換參數界面如圖所示。GCAN-201模塊支持2種工作模式：透明轉換、透明帶標識轉換。支持3種轉換方向：雙向轉換、僅CAN轉串口、僅串口轉CAN。工作模式和轉換方向可在“轉換參數”選項卡中選擇，2種轉換模式請見以下詳述。

工作模式設置

請注意：通過轉換方向的選擇，可以排除不需要轉換的總線側的數據干擾。

（1）透明轉換

透明轉換的含義是轉換器僅僅將一種格式的總線數據原樣轉換成另一種總線的數據格式，而不附加數據和對數據做修改。這樣既實現了數據格式的交換又沒有改變數據內容，對于兩端的總線來說轉換器如同透明的一樣。

這種方式下不會增加用戶通訊負擔，而能夠實時的將數據原樣轉換，能承擔較大流量的數據的傳輸。

在此種工作模式下，用戶除了需要設置兩種總線的波特率外，還需要在“轉換參數”選項卡中選擇是否允許CAN幀ID或幀信息發(fā)送到串行幀中。

“允許CAN幀信息轉發(fā)到串行幀中”僅在“透明轉換”模式下可使用，如勾選，轉換器工作時會將CAN報文的幀信息添加在串行幀的第一個字節(jié)。未選中時不轉換CAN的幀信息。

“允許CAN幀標識轉發(fā)到串行幀中”僅在“透明轉換”模式下可使用，如勾選，轉換器工作時會將CAN報文的幀ID添加在串行幀的幀數據之前，幀信息之后（如果允許幀信息轉換）。未選中時不轉換CAN的幀ID。

可在“CAN參數”選項卡中設置發(fā)送標識符，此發(fā)送標識符為串行總線發(fā)送到CAN總線時的幀ID。此ID設置詳見“4.5配置CAN參數”。

（2）透明帶標識轉換

透明帶標識轉換是透明轉換的一種特殊的用法，也不附加協議。這種轉換方式是根據通常的串行幀和CAN報文的共有特性，使這兩種不同的總線類型也能輕松的組建同一個通信網絡。

該方式能將串行幀中的“地址”轉換到CAN報文的標識域中，其中串行幀

“地址”在串行幀中的起始位置和長度均可配置，所以在這種方式下，轉換器能最大限度地適應用戶的自定義協議。

在此種工作模式下，用戶除了需要設置兩種總線的波特率外，還需設置“CAN幀標識在串行幀中的位置”。該參數僅在“透明帶標識轉換”模式下使用。在串口數據轉換成CAN報文時，可選擇CAN報文的幀ID的起始字節(jié)在串行幀中的偏移地址和幀ID的長度。

“起始偏移”是從串行幀的第幾個字節(jié)開始，“長度”是設置發(fā)送到CAN總線幀ID的長度，單位字節(jié)。起始地址的范圍是1～7，長度范圍分別是1～2（標準幀）或1～4（擴展幀）。

“串行幀之間的時間間隔”僅在“透明帶標識轉換”模式下使用。用戶在向轉換器發(fā)送串行幀的時候，兩串行幀之間的最小時間間隔，該時間間隔以“傳送單個字符的時間”為單位。范圍是1~20個字符的時間。

請注意：用戶幀的實際時間間隔必須和設置的相一致（用戶發(fā)送的幀間隔時間最好大于設置時間），否則可能導致幀的轉換不完全。

（3）配置傳輸方向

轉換方向分3種：雙向轉換、僅CAN轉串口、僅串口轉CAN。通過轉換方向的設定，可以排除不需要轉換的總線側的數據干擾。

雙向：轉換器將串行總線的數據轉換到CAN總線，也將CAN總線的數據轉換到串行總線。

僅串口轉CAN：只將串行總線的數據轉換到CAN總線，而不將CAN總線的數據轉換到串行總線。

僅CAN轉串口：只將CAN總線的數據轉換到串行總線，而不將串行總線的數據轉換到CAN總線。

4、配置串口參數

串口參數設置界面如圖4.5所示，GCAN-201模塊支持串口波特率從600bps~115200bps全范圍波特率，其他參數無需設置。如設置的波特率與接入模塊的總線波特率不一致時，將無法正常通信轉換。GCAN-201模塊可在“串口參數”選項卡中一鍵切換RS232模式和RS485模式，寫入配置后重新上電即可完成轉換。

串口參數設置

5、配置CAN參數

CAN參數設置界面如圖所示，在此頁面，用戶可以設置CAN總線的一些基本信息，包括：CAN波特率和CAN幀類型。

CAN波特率支持：1000k、500k、250k、200k、125k、100k、50k、20k、10k，其他自定義波特率咨詢我們售后工程師電話：13840170070。如設置的波特率與接入模塊的總線波特率不一致時，將無法正常通信轉換。

CAN幀類型支持：標準幀、擴展幀。“幀類型”參數在“透明轉換”模式、“透明帶標識轉換”模式下有效。“發(fā)送標識符”參數僅在“透明轉換”模式下使用。

GCAN-201模塊具有硬件執(zhí)行驗收過濾的能力，這樣選擇性接收，能夠最大程度上減小自網絡的網絡負載。濾波模式下，GCAN-201模塊只接收指定幀類型、幀ID范圍內的數據。

請注意：GCAN-201的濾波功能是對CAN端發(fā)往串口端的數據進行過濾，對串口端發(fā)送至CAN端的數據不做過濾。

如需啟用濾波，則需先勾選“濾波器使能”，之后對濾波參數進行設置。首先選擇模式：擴展幀濾波或標準幀濾波，選擇好后設置起始ID和結束ID，在這兩個ID之間的幀ID均可正常轉換，設置完成后點擊添加，即可將其添加在濾波列表中，若不需要某條濾波參數，選中后點擊刪除即可。濾波參數設置完成后需確認“濾波器使能”處于被勾選狀態(tài)才能使濾波生效，否則不開啟濾波功能。

CAN參數設置

6、配置完成

當用戶對GCAN-201模塊配置完成后，可以點擊“寫配置”對模塊進行參數下載。

參數下載完成后，需要對模塊進行重新上電，新的配置才可以生效。

請注意：點擊“默認值”會使所有配置內容恢復為默認狀態(tài)。默認工作模式為透明轉換模式，允許CAN幀ID和幀信息轉發(fā)到串行幀中，CAN端幀類型為標準幀。默認串口波特率為57600bps，默認CAN波特率為1000kbps。

七、應用實例

1、透明轉換

透明轉換方式下，轉換器接收到一側總線的數據就立即轉換發(fā)送至另一總線側。這樣以數據流的方式來處理，最大限度地提高了轉換器的速度，也提高了緩沖區(qū)的利用率，因為在接收的同時轉換器也在轉換并發(fā)送，又空出了可以接收的緩沖區(qū)。

（1）幀格式

1.串行總線幀
可以是數據流，也可以是帶協議數據。通訊格式：1起始位，8數據位，1停止位。

2.CAN總線幀
CAN報文幀的格式不變。

（2）轉換方式

1、串行幀轉CAN報文
串行幀的全部數據依序填充到CAN報文幀的數據域里。轉換器一檢測到串行總線上有數據后就立即接收并轉換。
轉換成的CAN報文的幀類型和幀ID來自用戶事先的配置，并且在轉換過程中幀類型和幀ID一直保持不變。數據轉換對應格式如圖所示。

如果收到的串行幀長度小于等于8字節(jié)，依序將字符1到n（n為串行幀長度）填充到CAN報文的數據域的1到n個字節(jié)位置（如圖中n為7）。

如果串行幀的字節(jié)數大于8，那么處理器從串行幀首個字符開始，第一次取8個字符依次填充到CAN報文的數據域。將數據發(fā)至CAN總線后，再轉換余下的串行幀數據填充到CAN報文的數據域，直到其數據被轉換完。

串行幀轉換成CAN報文（透明轉換）

2.CAN報文轉串行幀

對于CAN總線的報文也是收到一幀就立即轉發(fā)一幀。數據格式對應如圖所示。

轉換時將CAN報文數據域中的數據依序全部轉換到串行幀中。如果在配置的時候，“允許CAN幀信息轉發(fā)到串行幀”項被選中，那么轉換器會將CAN報文的“幀信息”字節(jié)直接填充至串行幀。如果“允許CAN幀ID轉發(fā)到串行幀”項被選中，那么轉換器會將CAN報文的“幀ID”字節(jié)全部填充至串行幀。

CAN報文轉換成串行幀（透明轉換）

（3）轉換示例

1、串行幀轉CAN報文

假設配置的轉換成CAN報文幀信息為“標準幀”，幀ID1，ID2通過“發(fā)送標識符”設置為“00，60”，那么轉換格式如圖所示。

串行幀轉CAN報文示例（透明轉換）

2、CAN報文轉串行幀

配置為允許CAN報文的“幀信息”轉換，不允許CAN報文的“幀ID”轉換。CAN報文和轉換后的串行幀如圖所示。

CAN報文轉串行幀示例（透明轉換）

2、透明帶標識轉換

透明帶標識轉換是透明轉換的特殊用法，有利于用戶通過轉換器更方便的組建自己的網絡，使用自定義的應用協議。

該方式把串行幀中的地址信息轉換成CAN總線的幀ID。只要在配置中告訴轉換器該地址在串行幀的起始位置和長度，轉換器在轉換時將提取出這個幀ID填充在CAN報文的幀ID域里，作為該串行幀轉發(fā)時CAN報文的ID。在CAN報文轉換成串行幀的時候也會把CAN報文的ID轉換在串行幀的相應位置。

請注意：在該轉換模式下，配置軟件的“發(fā)送標識符”無效，因為此時發(fā)送的標識符（幀ID）由上述的串行幀中的數據填充。

（1）幀格式

1、串行總線幀

帶標識轉換時，必須取得完整的串行數據幀，轉換器以兩幀間的時間間隔作為幀的劃分。并且該間隔可由用戶設定。串行幀最大長度為緩沖區(qū)的長度：2048字節(jié)。

轉換器在串行總線空閑狀態(tài)下檢測到的首個數據作為接收幀的首個字符。傳輸中該幀內字符間的時間間隔必須小于或等于傳輸n個字符（n的值由上位機事先配置）的時間。傳輸一個字符的時間是用該字符包含的位數除以相對應的波特率。

如果轉換器在接收到一個字符后小于等于n個字符的傳輸時間內沒有字符再被接收到，轉換器就認為此幀傳輸結束，將該字符作為此幀的最后一個字符；n個字符時間之后的字符不屬于該幀，而是下一幀的內容。幀格式如圖所示。

串行幀時間格式（透明帶標識轉換）

2、CAN總線幀

CAN報文的格式不變，只是CAN相應的幀ID也會被轉換到串行幀中。

（2）轉換方式

1、串行幀轉CAN報文

串行幀中所帶有的CAN的標識在串行幀中的起始地址和長度可由配置設定。起始地址的范圍是1～7，長度范圍分別是1～2（標準幀）或1～4（擴展幀）。

轉換時根據事先的配置，將串行幀中的CAN幀ID對應全部轉換到CAN報文的幀ID域中（如果所帶幀ID個數少于CAN報文的幀ID個數，那么在CAN報文的填充順序是幀ID1～4，并將余下的ID填為0），其它的數據依序轉換，如圖所示。

如果一幀CAN報文未將串行幀數據轉換完，則仍然用相同的ID作為CAN報文的幀ID繼續(xù)轉換直到將串行幀轉換完成。

串行幀轉CAN報文（透明帶標識轉換）

2、CAN報文轉串行幀

對于CAN報文，收到一幀就立即轉發(fā)一幀，每次轉發(fā)的時候根據事先配置的CAN幀ID在串行幀中的位置和長度把接收到的CAN報文中的ID作相應的轉換。其它數據依序轉發(fā)，如圖所示。

請注意：無論是串行幀還是CAN報文在應用的時候其幀格式（標準幀還是擴展幀）應該符合事先配置的幀格式要求，否則可能導致通訊不正常。

CAN報文轉串行幀（透明帶標識轉換）

（3）轉換示例

1、串行幀轉CAN報文

假定CAN標識在串行幀中的起始地址是1，長度是3（擴展幀情況下），串行幀的和轉換成的CAN報文結果如圖所示。其中，兩幀CAN報文用相同的ID進行轉換。

串行幀轉CAN報文示例（透明帶標識轉換）

2、CAN報文轉串行幀

假定配置的CAN標識在串行幀中的起始地址是1，長度是3（擴展幀情況下），CAN報文和轉換成串行幀的結果如圖所示。

CAN報文轉串行幀示例（透明帶標識轉換）

八、使用注意

●  建議在低速系統中使用，轉換器不適用于高速數據傳輸。

●  在“配置模式”和“正常工作”模式切換之后，必須重新上電一次，否則仍然執(zhí)行的是原來的工作模式，而不能成功的實現切換。

●  在“透明帶標識轉換”中，注意CAN網絡的幀類型必須和配置的幀類型相同，否則不能成功通訊；串行幀的傳輸必須符合已配置的時間要求，否則可能導致通訊出錯。

●  由于CAN總線是半雙工的，所以在數據轉換過程中，盡量保證兩側總線數據的有序性。如果兩側總線同時向轉換器發(fā)送大量數據，將可能導致數據的轉換不完全。

●  使用GCAN-201的時候，應該注意兩側總線的波特率和兩側總線發(fā)送數據的時間間隔的合理性，轉換時應考慮波特率較低的總線的數據承受能力。

●  比如在CAN總線數據轉向串行總線的時候，CAN總線的速率能達到數千幀每秒，但是串行總線只能到數百幀每秒。所以當CAN總線的速率過快時會導致數據轉換不完全。

●  一般情況下CAN波特率應該是串口波特率的3倍左右，數據傳輸會比較均勻（因為在CAN總線傳輸數據的時候還附加了其他的功能域，相當于增加了數據的長度，所以相同波特率下CAN傳輸的時間會比串行總線的時間長）。

九、技術規(guī)格