uartcan转换芯片csm100应用探讨 application of uartcan converter module csm100.pdfVIP

 应用技术 UART/CAN 转换芯片CSM100 应用探讨 黄育和 郭雪梅 （广东省自动化研究所） 摘要：CAN 总线广泛应用于汽车电子、列车、工业控制、医疗等领域。在介绍UART/CAN 转换芯片CSM100 的组成、功能和特点的基础上，设计相应的电路原理；介绍CSM100 的工作模式，分析UART 数据帧和CAN 报 文通讯数据，探讨CSM100 的适用场合；采用面向过程的结构化程序设计方法，设计CSM100 的嵌入式管理软件。 关键词：现场总线；CAN 总线；UART ；电路设计；数据帧 0 引言 远电子有限公司的 USBCAN- Ⅰ/ Ⅱ接口模块、 CAN485MB 智能协议转换器和CANET 系列以太网 尽管控制器局域网（controller area network, -CAN 转换器。这些转换器能方便地将具有 USB 、 CAN ）总线最初主要应用于汽车内部测量和执行部件 RS232、RS485 或者以太网接口的设备挂接到 CAN 之间的数据通信，但经过20 多年的发展，当前CAN 总线上，但这类应用的兼容性无法保障且应用通信软 总线规范已被国际标准化组织（ISO ）制定为国际标 件开发难度大，系统的可靠性和稳定性往往较低。而 准，即高速应用的ISO11898 和低速应用的ISO11519 。 设计具备CAN 接口的节点则成为设备制造商的必然 CAN 协议定义了开放系统互联（OSI）模型7 层 选择。 结构中的物理层和数据链路层。与其它串行总线相 笔者曾对CAN 总线智能节点硬件设计的芯片选 比，CAN 协议的独特性主要体现在：总线节点多主 型问题进行探讨，并介绍了当时国内应用较广泛的 通讯方式；采用非破坏性载波监听多路访问冲突避免 CAN 收发器、CAN 独立控制器和内置CAN 控制器 （CSMA/CA ）总线仲裁技术；短帧格式以满足实时 的微处理器，比较了采用CAN 独立控制器和直接使 性需求。从而，CAN 总线在汽车、医疗、铁路列车 用内置CAN 控制器的微处理器的设计方案，认为直 和城市轨道列车、消防报警、机器人以及工业自动化 接采用内置CAN 控制器的微处理器设计CAN 节点电 [1-13] 等领域得到广泛应用 。 [14] 路结构简洁紧凑，有利于提高设计效率 。然而，电 通常，应用CAN 现场总线的集成系统可分为2 子产品设计不仅需考虑应用需求，还须从电子元器件 类：一类是由具备CAN 接入功能的主要节点和部分 选型、产品结构、嵌入式应用软件继承等多角度充分 不具备CAN 接入功能的节点组成，而不具备CAN 接 论证。尽管目前市场上已有许多内置CAN 控制器的 入的设备则通过转换器或转换模块来实现底层物理 微处理器，但无论从微处理器发展历史来看，还是内 连接；另一类则是全部节点具备CAN 接入功能。在 嵌通信结构而言，通用异步收发器（universal 第一类系统的集成时，对于不具备CAN 总线接入的 asynchronou