USB-CAN-RS232总线转换电路设计及实现

技术分类: 工业电子  汽车电子  | 2006-07-17
来源:中电网 | 作者:西安科技大学 机械工程学院 吴志伟,丁铂

       1 引言

       随着电子设备的大量出现及针对各种控制系统的实际需求,各种通信网络相继产生。由于它们的总线结构,通信协议及传输特点各不相同,给不同设备之间的连接带来很多麻烦,因而急需各种总线之间的转换装置。目前较流行的现场通信网络有RS-232,RS422/485、HART、Profield、Dupline、CAN和LonWorks等,本文阐述了一种USB-CAN-RS232三总线转换装置,电路设计简单新颖,并并且携带方便,实用性很强。

       2 各种总线的特点

       2.1 CAN(Controller Area Netwrok)

       CAN是控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、

实时性和灵活性,具有较高的通信速率(最高达1Mb/s),较远的通信距离(最远达10km),良好的抗电磁干扰能力,而且采用总线仲裁技术,通信方式灵活,越来越受到人们的重视,它在汽车领域的应用最为广泛,一些著名的汽车制造厂商如BENZ(奔驰)、BMW(宝马)、PORSCHE(保时捷)、ROLLS-ROYCE(劳斯莱斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用CAN总线实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。

       2.2 USB(Universal Serial Bus)

       USB即"通用串行总线"是一种应用在PC中的表型总线,由Intel、Microsoft、NEC等公司共同提出,他是一种新型的外接串联口,提出该规格的厂商希望用USB取代现有的外接设备接口,它还具备连接单一化、软件自动侦测以及热插拔(即插即用)的功能,USB具有以下特点:

       1)数据传输速率高。USB高速:480Mb/s;USB全速:12Mb/s;USB低速:1.5Mb/s。

       2)数据传输可靠。USB事务处理包括错误检测机制,可以确保数据无错误发送,在发生错误时,事务处理可以重新进行。

       3)同时挂接多个USB设备,每个USB总线支持127个设备的连接。

       4)USB接口能为设备供电。当外界电源要求电压为5V且电流小于500mA时,可以直接从USB总线获取电源,这样,USB设备无需专用电源线,从而降低了设备成本。

       5)支持热拔。USB实现了真正的"即插即用"功能,设备连接后由USB自检测,并且由软件自动配置,完成后立刻就能使用,不需要用户进行干涉。

       3 器件特性

       3.1 SJA1000型CAN总线控制器

       SJA1000是Philips公司早期PCA82C200型CAN控制器的代替品,功能更强,具有如下特点:

       完成兼容PCA82C200及其工作模式即BASICCAN模式;
  
       具有扩展的接收缓冲器,64字节的FIFO结构;
 
       支持CAN2.0B;

       支持11位和29位识别码;

       位速率可达1Mbit/s;

       时钟频率高达24M赫兹;

       支持与不同微处理器的接口;
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