YC-CAN-RTU是一款用于CAN-Modbus現(xiàn)場總線與RS-232總線或RS-485總線之間數(shù)據(jù)轉換的協(xié)議型轉換器,支持標準Modbus RTU協(xié)議。集成1路RS-232通道、1路RS-485通道、1路CAN-Modbus通道,可以方便地嵌入使用RS-232接口和RS-485接口的節(jié)點上,在不需要改變原有硬件結構的前提下使設備獲得CAN-Modbus通訊接口,實現(xiàn)RS-232或RS-485設備與CAN-Modbus網(wǎng)絡之間的連接及數(shù)據(jù)通訊。
透明傳輸
串行幀到CAN通道
設備以 PC端軟件配置好的 CAN幀類型和 ID作為 CAN發(fā)送的類型和 ID, 不斷轉發(fā) RS-232接口接收到的數(shù)據(jù)。
當 232接口收到連續(xù) 8個字節(jié)或者不夠 8個字節(jié)但一幀結束會立即轉發(fā)到
CAN總線,即如果一幀串口數(shù)據(jù)多于 8個字節(jié)則每次發(fā)送 8個字節(jié)直到最后一
段不足 8個字節(jié),如果一幀串口數(shù)據(jù)少于 8個字節(jié)則一次發(fā)完。
串行幀轉 CAN幀信息用戶不用管,里面包含了幀信息(標準幀還是擴展幀) 以及數(shù)據(jù)字節(jié)長度;幀 ID是由用戶在軟件配置的,下次配置之前永遠保持不變。
CAN通道到串行幀
當 CAN總線收到一幀 CAN信息(一幀 CAN數(shù)據(jù)小于等于 8個字節(jié))會立即轉發(fā)到 232接口。如果使能了“CAN幀信息發(fā)送到串行幀”則會把幀信息填充在第一個字節(jié),如果使能了“CAN幀 ID發(fā)送到串行幀”則會把幀信息填充在之后的 2(標準幀)或 4(擴展幀)個字節(jié),之后填充數(shù)據(jù)。
帶標志轉換
串行幀到CAN通道
帶標志轉換可以通過配置軟件指定 CAN發(fā)送時的 ID類型,在串行幀第幾個字節(jié)開始(從 0開始)、ID長度是多少(1-4)。
232接口收到一幀串行數(shù)據(jù)會根據(jù)上述配置取出ID的并以此作為CAN發(fā)送
ID發(fā)送這一幀串行數(shù)據(jù)。
帶標志轉換同樣是邊收邊轉發(fā),只要 232接口收到這幀已經(jīng)包含的完整 ID
并且數(shù)據(jù)夠了 8個字節(jié)或一幀結束就立即轉發(fā)。
串行幀 | 幀信息 | 幀信息 | 幀信息 | 幀信息 | ||
數(shù)據(jù) 1 | 幀 ID | ID | ID | ID | ||
數(shù)據(jù) 2 | 數(shù)據(jù)域 | 數(shù)據(jù) 1 | 數(shù)據(jù) 11 | 。 | ||
數(shù)據(jù) 3 ID | 數(shù)據(jù) 2 | 數(shù)據(jù) 12 | 。 | |||
數(shù)據(jù) 4 ID | 數(shù)據(jù) 5 | 數(shù)據(jù) 13 | 。 | |||
數(shù)據(jù) 5 | 數(shù)據(jù) 6 | 數(shù)據(jù) 14 | 。 | |||
。 | 數(shù)據(jù) 7 | 數(shù)據(jù) 15 | 。 | |||
數(shù)據(jù) n-2 | 數(shù)據(jù) 8 | 數(shù)據(jù) 16 | 數(shù)據(jù) n-1 | |||
數(shù)據(jù) n-1 | 數(shù)據(jù) 9 | 。 | 數(shù)據(jù) n | |||
數(shù)據(jù) n | 數(shù)據(jù) 10 | 。 |
如上表格:配置為帶標志轉換模式,以標準幀發(fā)送,ID長度為 2,ID從第
2字節(jié)開始(從 0開始計數(shù))。只要 232接口收到前 4個字節(jié)就確定了 ID,收完了
前 10個字節(jié)就開始發(fā)送了,之后每收 8個字節(jié)就發(fā)送,直到這一幀發(fā)完。下一幀串行幀收到 4個字節(jié)之后重新設置發(fā)送 ID。
注意事項:串行幀中 ID長度與 CAN發(fā)送 ID對應關系
串行幀中 ID長度與 CAN發(fā)送 ID對應關系 | ||
ID 長度 | 標準幀 | 擴展幀 |
1 | ID 低 8 位 | ID 最低 8 位(7-0) |
2 | ID 高 3 位,ID 低 8 位 | ID 15-8 位,ID 7-0 位 |
3 | 空字節(jié),ID 高 3 位,ID 低 8 位 |
ID 23-16 位,ID 15-8 位,ID 7-0 位 |
4 | 空字節(jié),空字節(jié),ID高 3位,ID低 8位 |
ID 最高五位,ID 23-16 位, ID 15-8 位,ID 7-0 位 |
CAN 通道到串行幀
當CAN 收到一幀數(shù)據(jù)也會立即轉發(fā)到232接口,同時會在相應位置填充CAN 幀 ID,因為串行幀格式原因,所以務必保證軟件配置的CAN信息(CAN類型、
ID 長度)與 CAN 網(wǎng)絡一致。
CAN 幀 | 串行幀 | |
幀信息 |
標準幀 0x00+數(shù)據(jù)字節(jié)長度 擴展幀 0x80+數(shù)據(jù)字節(jié)長度 |
數(shù)據(jù) 1 |
幀 ID | 標準幀 11 位,擴展幀 29 位 | 數(shù)據(jù) 2 |
數(shù)據(jù)域 | 數(shù)據(jù) 1 | ID 高 3 位 |
數(shù)據(jù) 2 | ID 低 8 位 | |
數(shù)據(jù) 3 | 數(shù)據(jù) 3 | |
數(shù)據(jù) 4 | 數(shù)據(jù) 4 | |
數(shù)據(jù) 5 | 數(shù)據(jù) 5 | |
數(shù)據(jù) 6 | 數(shù)據(jù) 6 | |
數(shù)據(jù) 7 | 數(shù)據(jù) 7 | |
數(shù)據(jù) 8 | 數(shù)據(jù) 8 |
注意事項:CAN發(fā)送 ID填充到串行幀規(guī)則
CAN 發(fā)送 ID 填充到串行幀規(guī)則 | ||
串行幀 ID 長度 | 填充規(guī)則 | |
標準幀 | 1 | ID 低 8 位 |
2 | ID 高 3 位,ID 低 8 位 | |
3 | 空字節(jié),ID 高 3 位,ID 低 8 位 | |
4 | 空字節(jié),空字節(jié),ID高 3位,ID低 8位 | |
擴展幀 | 1 | ID 最低 8 位(7-0) |
2 | ID 15-8 位,ID 7-0 位 | |
3 | ID 23-16 位,ID 15-8 位,ID 7-0 位 | |
4 | ID 最高五位,ID 23-16 位,ID 15-8 位,ID 7-0 位 |
Modbus 轉換
Modbus 轉 CAN 模式中設備并不作為 Modbus 主站或者從站,只負責把
Modbus 幀通過 CAN 發(fā)送出去,另一個使用相同協(xié)議的設備還原 Modbus 并把應答 Modbus 幀發(fā)到 CAN 網(wǎng)絡。
RS-485采用標準 Modbus RTU協(xié)議,所以用戶在軟件配置時務必確保設置是否符合 Modbus RTU協(xié)議。
Modbus RTU協(xié)議對規(guī)定,數(shù)據(jù)格式為 1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,偶校驗(也可以奇校驗或者無校驗,如果無校驗則把停止位設為兩位),
CRC16Modbus 校驗,Modbus一幀最長為 256字節(jié)。
設備收到完整一幀 Modbus會進行 CRC校驗, 如果沒有錯誤會把這條
Modbus 幀通過 CAN 發(fā)送到 CAN 網(wǎng)絡,但不會發(fā)送最后兩個字節(jié)的 CRC,因為
CAN 可靠性非常高,出錯概率極低。當設備從 CAN 通道收到完整一幀 Modbus
之后會自動加上 CRC 校驗然后通過 RS-485 發(fā)送出去。
RS-485 通道到CAN 通道
Modbus 轉CAN 與前兩種轉換方式不同,只有在收到完整一幀 Modbus 之后, 設備才會把 Modbus 第一字節(jié)(地址字節(jié))作為 CAN 發(fā)送 ID,通過如下分段方
式進行拆包然后完成 CAN通道的轉發(fā)。因為一幀 CAN幀最多攜帶 8個數(shù)據(jù), 為了能在另一端正確地完成對一幀 Modbus的拼接故參考 DeviceNet(一個 CAN應用層協(xié)議)分段報文傳送協(xié)議進行拆包,然后通過 CAN通道發(fā)送,在另一端按此協(xié)議重組。
因為 Modbus轉換模式下只有在收到完整一幀 Modbus數(shù)據(jù)才會轉發(fā),且根據(jù) Modbus協(xié)議,Modbus是“問答”型協(xié)議,所以要等待另一端響應之后才能發(fā)送下一陣 Modbus數(shù)據(jù),或者超時無應答也可以再次發(fā)送。如果發(fā)送頻率過快,
“問完沒答”就發(fā)下一針可能造成數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)錯誤。分段拆包格式如下:
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ||
幀信息 | |||||||||
幀ID1 | |||||||||
數(shù)據(jù)1 | 分段標記 | 分段類型 | 分段計數(shù)器 | ||||||
數(shù)據(jù)2 | 數(shù)據(jù)1 | ||||||||
數(shù)據(jù)3 | 數(shù)據(jù)2 | ||||||||
數(shù)據(jù)4 | 數(shù)據(jù)3 | ||||||||
數(shù)據(jù)5 | 數(shù)據(jù)4 | ||||||||
數(shù)據(jù)6 | 數(shù)據(jù)5 | ||||||||
數(shù)據(jù)7 | 數(shù)據(jù)6 | ||||||||
數(shù)據(jù)8 | 數(shù)據(jù)7 | ||||||||
分段標記:0單獨報文,1分段報文中的一段;
分段類型:0第一個分段,1中間分段,2最后分段
分段計數(shù)器:每一段的標志,該段在整個報文中的序號 0-31
CAN 通道到RS-485 通道
設備把 CAN 通道收上來的 CAN 幀按拆包規(guī)則逆向組合,之后在最后加上兩個字節(jié) CRC 之后通過 RS-485 通道發(fā)送出去
審核編輯 黃宇
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