嵌入式系统/ARM技术中的基于CAN总线的RS-232串口设备远程通信

摘要：阐述了CAN总线在232串口设备远程通信或自组网络中的应用，介绍了CAN到RS-232转换装置的软硬件设计方法。重点对软件设计中CAN波特率的设置、串口波特率的自动检测以及数据流控制等作为详细的叙述。      关键词：CAN 波特率 流控制 1 引言 工业设备通信通常涉及到很多硬件和软件产品以及用于连通标准计算机平台（个人计算机或工作站）和工业自动化应用设备的协议，而且所使用设备和协议的种类繁多。因此，大部分自动化应用设备都希望执行简单的串行命令，并希望这些命令同个人计算机或者附加的串行端口板上的标准串行端口兼容。RS-232是目前PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。R 在嵌入式系统和ARM技术领域，基于CAN总线的RS-232串口设备远程通信是一个重要的技术方案，特别是在工业设备通信中。本文主要探讨了如何利用CAN总线来克服RS-232串口通信距离和速率的限制，以实现更远距离和更高效率的数据传输。 RS-232，全称是EIA/TIA-232，是一种广泛应用于个人计算机和通信工业的串行接口标准。它的最大通信距离仅为15米，最高传输速率为20kbps，且因为采用单端信号，容易受到共模噪声的影响。相比之下，CAN总线（Controller Area Network）则是一种设计用于工业自动化环境的多主通信总线，具有更高的数据传输速率（可达1Mbps）和更远的传输距离（可达10公里）。CAN总线采用差分信号传输，增强了抗干扰能力，并能检测并报告通信错误，使其在实时性、适应性和可靠性上优于RS-232。 在将RS-232转换为CAN通信时，关键在于解决电平和帧格式的差异。RS-232使用正负逻辑电平，而CAN使用差分电压。此外，RS-232的帧格式包括起始位、数据位、可选的第九位和停止位，而CAN帧则包含ID和数据，分为标准帧和扩展帧两种。因此，转换装置需要一个微控制器，如AT89C52，以及专门的CAN控制器，如SJA1000，来处理这些差异。 硬件设计中，SJA1000与AT82C250结合使用，实现物理层和数据链路层的功能，提供差动发送和接收能力。AT82C250的模式选择引脚3可以设定为高速模式。高速光隔6N137用于隔离，防止信号干扰，而MAX232则负责电平转换。硬件接口设计时需注意CAN总线终端的120Ω电阻，以稳定信号传输。 在软件设计层面，重点关注CAN波特率的设置、串口波特率的自动检测以及数据流控制。CAN波特率的设置需要精确匹配发送端和接收端，以确保数据正确同步。串口波特率的自动检测则允许系统适应不同波特率的设备，增加了系统的兼容性。数据流控制则涉及到如何有效地管理和控制数据的传输，防止数据丢失或混乱。 基于CAN总线的RS-232串口设备远程通信技术通过转换装置实现了RS-232与CAN之间的通信桥接，克服了RS-232在距离和速率上的局限，提升了工业设备通信的效率和可靠性。这种技术在工业自动化、物联网(IoT)以及各种远程监控系统中有着广泛应用前景。