《基于STM32的RS232-CAN通信协议转换器设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于STM32的RS232-CAN通信协议转换器设计.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、基于 STM32 的 RS232-CAN 通信协议转换器设计 王英志;杨佳;韩太林【摘 要】依据 RS232 接口和 CAN 总线的特点，设计了 RS232 接口与 CAN 总线的协议转换器。以集成串行接口和 CAN 总线控制器的 STM32F103C8 单片机为核心，设计转换器的硬件电路和软件程序，实现 RS232 和 CAN 总线通信协议的转换。本转换器具有通信隔离、防雷电等功能，具有体积小，成本低，便于实现，易于推广等特点，在应用中取得良好效果。【期刊名称】制造业自动化【年(卷),期】2013(000)014【总页数】3 页(P141-143)【关键词】协议转换;CAN 总线;RS232
2、;STM32F103C8【作 者】王英志;杨佳;韩太林【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院，长春 130022;吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，长春 130021;长春理工大学电子信息工程学院，长春130022【正文语种】中 文【中图分类】TP273 0 引言 目前，RS232 接口和 CAN 总线接口广泛应用于工业设备之间的通信。它们各有特点，应用在不同领域。RS232 通信距离短，接口容易损坏。CAN 总线具有多点通信、组网方便，传输距离远，通信实时性好，纠错能力强，成本低等特点，能更好地匹配和协调各个控制系统1。基于两种接口特点，本文介绍一种实现 RS232 接口设备与 CA
3、N 总线设备进行通信的转换器，更好的解决用户在地域、通信网络、接口协议等方面的矛盾。1 系统硬件设计 RS232-CAN 通信协议转换器设计，主要是完成 RS232 与 CAN 总线之间的通信协议转换，实现数据的互联通信。在通信过程中，为了使系统具有通用性和稳定性，对供电电源、通信隔离、防雷电等方面进行了特殊设计。系统原理框图如图 1 所示。图 1 系统原理框图 1.1 单片机选择 选用意法半导体公司 ARM Co rtex-M 3 核的 32 位 STM 32F103C8 单片机，负责系统的整体运行。单片机特点为：最大时钟频率为 72MHz，3 个 16 位定时器，其内部集成 CAN2.0
4、控制器、USART 接口和 USB2.0 全速接口等，调试模式为SWD 和 JATG 接口。单片机的 PA9 和 PA10 引脚用来做串口数据的收发，PA11和 PA12 引脚用来做 CAN 数据的收发。1.2 电源模块设计 电源模块设计框图如图 2 所示。选用 LM 2574-ADJ 实现输入交流或者直流的电压范围为 3.5V-40V，产生 5V 电压，为隔离电源和 ASM 1117-33 供电。ASM 1117-33 产生 3.3V 电压为单片机供电；隔离电源选用 MORNSUM 公司的IB0505LS-1W，产生 5V 隔离电压为 CAN 收发器 ISO1050DUB 副边供电。图 2
5、电源模块设计框图 1.3 CAN 总线接口设计 单片机 STM 32F103C8 集成 CAN2.0 控制器。CAN 收发器选择 TI 公司的ISO1050DUB，把 CAN 控制器的逻辑电平转换为 CAN 总线的差分电平。ISO1050DUB 的主要特点为：具有 2500-VRMS 电气隔离；提供-27V 到 40V 的总线故障保护，增强系统的抗干扰能力及可靠性；符合 ISO11898 标准，可以与其他 ISO11898 标准的 CAN 收发器互连。CAN 总线接口电路设计如图 3 所示，与文献2和3相比较，该电路具有电路简单、PCB 尺寸小、集成度高、放静电、抗雷电的隔离功能等优点。在使用
6、过程中，雷电可能对转换器中其他电子器件及数据的实时、可靠通信产生很大的影响4。因此参考浪拓电子技术有限公司生产的浪涌保护器件瞬态抑制二极管 NUP2105、气体放电管 BA401N 等，设计转换器的通信系统。NUP2105 是一个双向瞬态电压抑制器，用来保护高速和容错 CAN 总线中的收发器免受 EM I 和ESD 的影响。在图 3 中，BA401N、NUP2105 吸收瞬态电压的能量，以避免损坏CAN 收发器。NUP2105 设计为双向配置，防止在长电缆系统中由于共模电压失调而对正常的数据线路信号造成钳位，NUP2105L 的小电容适合用于数据传输速率高达 1Mb it/s 的系统，图中 S
7、MD014 为自恢复保险丝。设计达到抑制 ESD 和EM I 的行业标准，通过可靠接地，在雷电等恶劣环境下，起到很好的保护作用。图 3 CAN 总线接口电路图 1.4 RS232 接口设计 RS232 协议用正负电压表示逻辑状态，与 TTL 以高低电平表示逻辑状态的规律不同。为了实现计算机接口或者终端为 TTL 器件连接，必须在 RS232 接口与 TTL 电路之间进行电平和逻辑关系的变换。本设计采用的 RS232 电平转换器为 MAXIM公司的 MAX3232，电路设计如图 4 所示。为了保证安全的通信隔离，MAX3232与 CAN 收发器 ISO1050DUB 的原边共用一个电源。图 4 RS232 接口电路图