各位工程師是否遇到需要使用到CAN通信但缺少CAN接口的情況?最簡便的方案是采用UART轉CAN通訊。ZLG致遠電子針對此應用CSM100系列模塊解決方案,這款模塊將極大的簡化了開發流程,實現的方式是怎樣的?本文為你詳解。
一個嵌入式或者X86的工業控制板上,一般都會提供CAN、UART、以太網、USB、SPI、I2C等通訊接口,但是由于處理器的限制以及滿足通用性需求,很多廠家只能均衡的去分配這些接口,比如ZLG致遠電子的部分工控核心板的接口就如下圖所示:
可以看到通用型核心板一般提供的CAN-bus為2路,2路CAN-bus可以有效的保證通用需求,但是在一些特殊的情況,應用中需求變成了4路甚至5路CAN的需求。這種情況下傳統的板子的CAN接口資源就不夠用了該怎么辦呢?
ZLG致遠電子推出的一款UART轉CAN隔離模塊——CSM100系列協議轉換模塊,其體積小巧,應用簡單,品質可靠。該系列模塊采用標準24引腳DIP封裝,適用于大部分工業板級應用。在一些需要使用到CAN通信但缺少CAN接口的應用下,使用CSM100可以以最小的硬件更改,利用通用UART接口快速地實現CAN總線通信,節省軟硬件開發成本,縮短開發周期。本文將對CSM100系列模塊做一個簡單的介紹,讓你以最少時間玩轉CSM100系列UART轉CAN模塊。
產品引腳定義
這里以CSM100-L為例,產品引腳定義如下圖1、表1,系列其他型號定義基本一致。
圖1 引腳定義圖
表1 引腳定義
配置
在測試使用之前,CSM100系列產品需要先進行配置,以滿足實際的應用需求。可配置的參數有轉換方式、UART速率、CAN速率等。配置方式有兩種:上位機配置方式、MCU配置方式。
1、上位機配置方式
準備的工具:
電腦一臺;
串口線一根;
CSM-Eval 評估板一塊;
CSM100-L模塊一片(其他型號均可);
CSM300CFG軟件;
電源適配器一個。
準備好以上所需工具后,即可對產品進行配置,具體步驟如下:
(1)將電源適配器(9~12V)連接至評估板電源接口;
(2)通過串口線(或USB轉串口線)連接評估板與計算機COM口(或USB口);
圖2 步驟(1)~(2)示意圖
(3)短接UART跳線;
(4)根據產品型號選擇產品工作電壓;
(5)放置需要配置的模塊;
(6)配置開關(CFG)選擇0(使能配置),模式選擇(MODE)固定選擇0,BOOT固定選擇1;
(7)按下電源開關;
(8)按下復位鍵,復位產品,產品將進入UART配置模式;
圖3 步驟(3)~(8)示意圖
(9)打開計算機上位機配置軟件CSM300CFG,產品選擇CSM100;
(10)選擇與評估板連接的計算機COM串口號;
(11)點擊“連接設備”按鈕;
(12)連接成功后,設置需要配置的參數;
圖4 步驟(9)~(12)示意圖
(13)參數設置完成,點擊“寫配置”按鈕,軟件提示“寫配置成功!”;
圖5 配置成功
(14)斷開設備,配置開關(CFG)選擇1(正常工作模式);
(15)按下復位鍵,復位產品,產品將進入正常工作模式。
圖6 步驟(14)~(15)
2、MCU配置方式
在實際產品中,可能需要不時更改CSM100的配置,此時,設計階段即考慮增加通過MCU配置的功能,會使后續配置更改更加便捷。
實現MCU配置,硬件上需要符合圖7所示連接。
圖7 可實現MCU配置的典型連接
使用MCU配置時模塊UART接口波特率固定為9600bps。
CFG腳為輸入引腳,其輸入電平定義如表2所示。
表2 CFG腳電平定義
設置好CFG腳電平后,給RST腳一個低電平脈沖信號讓模塊復位即可進入相應模式。
對CSM100進行寫入配置時,CSM相應引腳時序應滿足圖8要求。
圖8 配置時序
寫配置命令可以通過CSM300CFG軟件獲取。通過軟件界面選擇好需要的配置參數后,軟件下方會顯示出相應的命令幀數據,勾選代碼模式即可獲取相應的配置命令幀代碼。發送配置命令后,模塊會返回響應幀,如為0xF7 0xF8 0x01 0x13 0x1D則表示配置寫入成功。
寫入配置成功后,CFG引腳置1,RST復位,模塊即可進入正常工作模式。
測試
CSM100配置完成后,即可對其進行簡單的通信測試。通訊測試可準備以下工具:
電腦一臺;
USBCAN一臺;
CSM-Eval評估板一塊;
CSM100模塊一塊;
CANTest、SSCOM軟件;
串口線及USB線等。
假設模塊型號為CSM100T,參數配置為:自定義協議轉換、雙向、幀頭40、幀尾1A、串口波特率9600bps、CAN波特率125kbps、濾波器不使能,其他默認。如圖9進行硬件連接。
圖9 通訊測試連接圖
打開CANTest測試軟件,選擇USBCAN2設備,CAN波特率125kbps,數據發送選擇參數:標準幀、幀ID 00 00、數據00 01 02 03 04 05 06 07、單次發送10幀,如圖10。
圖10 USBCAN設備軟件界面
打開SSCOM串口通訊軟件,選擇對應串口,設置波特率9600、數據位8、停止位1。打開串口后由USBCAN軟件發送數據,則串口界面收到數據如圖11所示。若要通過串口向USBCAN設備發送數據,同樣可在字符串輸入框內輸入要發送的數據,前提是必須滿足格式要求,否則模塊將不能轉換。
圖11 串口接收數據
通過以上測試方式進行詳細測試后,如滿足設計需求則可應用于實際產品中去。
注意事項
模塊在“配置模式”和“正常工作”切換后應使模塊復位,否則模塊還處于原來的工作狀態;
配置時,UART的波特率為9600bps,無法更改;
CSM100、CSM100-L、CSM100V33僅支持透明轉換及透明帶標識轉換;
CSM100T、CSM100TL僅支持自定義轉換;
產品不支持熱插拔;
未使用引腳請懸空處理;
產品為ESD敏感器件,請做好防靜電措施;
產品供電電壓切勿超過允許范圍,以免損壞產品。
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原文標題:【工程筆記】詳解UART轉CAN應用方案
文章出處:【微信號:ZLG_zhiyuan,微信公眾號:ZLG致遠電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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