一种CANOpen串口透传模块制造技术

一种CANOpen串口透传模块，包括基本模块、微处理器模块、CAN接口模块和数据存储模块，基本模块、CAN接口模块和数据存储模块分别与微处理器模块连接，微处理器模块连接串口设备。本实用新型专利技术将具备串口通讯协议的设备无缝连接到CAN网络中，大大增加了此类设备的应用场景，同时大大增加了CANOpen主站的外围从站设备类型，降低了从站设备的研发周期，相应从站设备厂家再也不用关心从站协议的实现过程，只需要专心实现自己的设备功能即可，大大加速了相应设备的产品化进程；本实用新型专利技术模块化、低成本化，便于集成到各种设备中，同时具备高速转换，高速计算的特性，满足大部分场合需求。

【技术实现步骤摘要】
一种CANOpen串口透传模块
本技术专利技术属于工业通讯领域，尤其涉及一种基于Cortex-M3的CANOpen串口透传模块的设计与实现。
技术介绍
CAN现场总线是一种由带CAN控制器组成的高性能串行数据局域通信网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。它的总线长度最远可达10千米，数据传输速率最高可达1Mbps。采用非破坏总线仲裁技术，即使网络负载很重也不会出现网络瘫痪现象。此外，CAN的每帧信息都有CRC校验和其它检错措施，有很好的检错效果。由于CAN总线具备以上优点，它目前已经被广泛应用到工业机器人、汽车电子、电力系统和航空工业等领域中，并形成了国际标准。CANOpen是一种架构在控制局域网路(ControllerAreaNetwork,CAN)上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定，常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。CANOpen设备间的通讯模型,包括主从(client/server)模型，与CANOpen主站对应的从站设备不断出现，从汽车的门把手到工业现场环境数据采集装置等低速率通讯设备都必须带有一个CANOpen从站，这样设备厂商就必须花费一部分精力用于CANOpen从站的研究，因此提供一种低成本CANOpen从站转串口的模块显得必要和紧迫。
技术实现思路
本技术要解决的问题是：提供一种CANOpen串口透传模块，能高效的完成从CANOpen从站到串口的协议转换，成本较低，便于大规模使用。本技术的技术方案为：一种CANOpen串口透传模块，包括基本模块、微处理器模块、CAN接口模块和数据存储模块，基本模块、CAN接口模块和数据存储模块分别与微处理器模块连接，微处理器模块连接串口设备，其中；基本模块包括电源和时钟电路，用于提供电源和时钟信号；微处理器模块为基于Cortex-M3内核的微处理器，用于处理通讯协议的转换；CAN接口模块连接CAN总线，用于CAN报文数据的接收和发送；数据存储模块为EEPROM。所述基本模块中，电源为IODO电源，时钟电路包括晶振和复位电路，晶振误差在20PPM以内。CAN接口模块包括CAN控制器和CAN收发器，CAN收发器采用高速光耦与CAN控制器进行光电隔离，在总线两端的设备加120欧姆的匹配电阻，CAN收发器的CANH和CANL与地之间并联两个30PF的电容。相对于现有技术，本技术具有如下优势：(1)本技术将具备串口通讯协议的设备无缝连接到CAN网络中，大大增加了此类设备的应用场景，同时大大增加了CANOpen主站的外围从站设备类型，同时大大降低了从站设备的研发周期，相应从站设备厂家再也不用关心从站协议的实现过程，只需要专心实现自己的设备功能即可，大大加速了相应设备的产品化进程；(2)本技术模块化、低成本化，便于集成到各种设备中，同时具备高速转换，高速计算的特性，满足大部分场合需求。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图说明本技术专利技术的实施过程。本技术为一种基于Cortex-M3的CANOpen串口透传模块，包括基本模块、微处理器模块、CAN接口模块及数据存储模块等四部分，如图1所示，基本模块、CAN接口模块和数据存储模块分别与微处理器模块连接，微处理器模块连接串口设备。基本模块，主要由保证系统正常工作的外围电路组成，包含电源和时钟电路，电源采用IODO电源，能提供5V和3.3V稳定电压即可，时钟电路的晶振的误差在20PPM以内；基本模块的电路结构为现有技术，这里就不再赘述。微处理器模块，其主要是指基于Cortex-M3内核的微处理器，此类处理器性价比较高，适合用来处理CANOpen从站协议，其主要工作是负责CANOpen从站协议的实现，并将其转换成串口协议。比如STM32系列，本实施例采用TI公司的STM32F105R8，它集成CAN2.0控制器，性价比较高。微处理器模块的工作流程如下：首先初始化工作，包括系统初始化，CAN控制器及串口控制器初始化等，其次，是CANOpen从站协议单元与相应的主站设备完成网络状态转换，待CANOpen从站协议单元正常启动后协议转换单元开始工作，主要用来平衡CANOpen从站和串口协议相关的状态，完成CANOpen协议到串口协议的无缝对接，最后是串口协议单元将数据打包成串口数据报文进行传输。这里对微处理器模块中的程序设置为现有技术，不再详述。CAN接口模块，主要包括CAN控制器和CAN收发器，其中如果微处理器集成了CAN控制器则不需要外接CAN控制器，如果微处理器没有集成CAN控制器则需要外接CAN控制器，CAN控制器主要完成报文控制、数据滤波等功能，CAN收发器选择的是TJA1050,它是CAN协议控制器和物理总线的接口，是一种标准的高速CAN收发器，主要用来完成CAN报文数据的接收和发送。CAN接口模块中，CAN收发器采用高速光耦与CAN控制器进行光电隔离，高速光耦提高了总线节点的抗干扰能力，能避免数据受到不必要的外界影响并能保护元器件,另外在总线两端的设备加120欧姆的匹配电阻会使数据通信的抗干扰性以及可靠性大大加强，CANH和CANL与地之间分别并联一个30PF的小电容，可以滤除总线上的高频干扰并且具有一定的防电磁辐射的能力。数据储存模块主要是用来储存系统的配置信息，如CAN波特率，串口波特率等信息，要求的储存空间一般比较小，1K的片外EEPROM已经足够使用，也可以选择微处理器自带EEPROM。数据存储模块的主要用途是通过上位机将串口参数、CAN参数以及转换参数数据写入到EEPROM，其中串口参数主要包括串口通讯速率、串口号、奇偶校验、数据位及停止位等，CAN参数主要包括波特率、CANID及帧类型等，转换参数主要包括转换模式、转换方向以及是否将CAN帧信息及帧ID转发到串行帧中，模块启动后上述配置数据将被加载到相应的工作单元中。本实施例采用的存储介质为AT24C02，它是一个2K位字长的EEPROM。本技术的工作过程如下：首先，串口透传模块上电进行初始化工作，具体包括系统初始化，CAN控制器及串口控制器初始化等；其次，是微处理器模块实现协议转换，CANOpen从站协议单元与相应的主站设备完成网络状态转换，平衡CANOpen从站和串口协议相关的状态，完成CANOpen协议到串口协议的无缝对接；最后是微处理器模块将数据打包成串口数据报文发送给串口设备进行传输。以上所述为本技术专利技术最佳的实施方式，但并不用于限制本技术，凡在本技术的原则和精神之内所做的任何修改、等同替换、均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CANOpen串口透传模块，其特征是包括基本模块、微处理器模块、CAN接口模块和数据存储模块，基本模块、CAN接口模块和数据存储模块分别与微处理器模块连接，微处理器模块连接串口设备，其中，基本模块包括电源和时钟电路，用于提供电源和时钟信号，微处理器模块为基于Cortex‑M3内核的微处理器，用于处理通讯协议的转换，CAN接口模块连接CAN总线，用于CAN报文数据的接收和发送，数据存储模块为EEPROM。

【技术特征摘要】
1.一种CANOpen串口透传模块，其特征是包括基本模块、微处理器模块、CAN接口模块和数据存储模块，基本模块、CAN接口模块和数据存储模块分别与微处理器模块连接，微处理器模块连接串口设备，其中，基本模块包括电源和时钟电路，用于提供电源和时钟信号，微处理器模块为基于Cortex-M3内核的微处理器，用于处理通讯协议的转换，CAN接口模块连接CAN总线，用于CAN报文数据的接收和发送，数据存储模块为EEPROM。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海伟，吴波，
申请(专利权)人：南京埃斯顿机器人工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32