RS485-CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換型RS485與RS232轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)rs485總線和以太網(wǎng)互聯(lián),在不改變原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下,將rs485總線控制系統(tǒng)改造為以太網(wǎng)分布式控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一種低成本的基于armcortex-m3體系架構(gòu)lm3s8962微控制器的rs485-以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。lm3s8962通過其內(nèi)部集成的以太網(wǎng)控制器和uart控制器分別和兩種網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行通信。經(jīng)驗(yàn)證,設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)rs485和以太網(wǎng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的透明通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離,快速,可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)汽車電子開發(fā)的需要,設(shè)計(jì)了基于freescal公司mc9s08dz60的usb-can總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器,設(shè)計(jì)了協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件電路和軟件,使用ni-visa編寫了上位機(jī)的usb驅(qū)動程序。

網(wǎng)關(guān)(gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備， 僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣 域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié) 議、數(shù)據(jù)格式或語言,甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá) 信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功 能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在osi7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。 大家都知道，從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息， 也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 “關(guān)口”。 按照不同的分類標(biāo)

隨著工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,現(xiàn)場總線技術(shù)越來越受到重視,它是面向工廠底層自動化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),而can總線是現(xiàn)場總線中運(yùn)用比較多的一種。為了解決多種不同設(shè)備接口連接can總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換問題,需要開發(fā)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。而當(dāng)前協(xié)議轉(zhuǎn)換器種類繁多,價(jià)格和質(zhì)量參差不齊。該文提出了一種在現(xiàn)場總線領(lǐng)域中用于can總線通信中的多協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),該轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,還可實(shí)現(xiàn)二次開發(fā),支持can總線接口與rs-232接口、rs-485接口設(shè)備協(xié)議上進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)有效通信,在工控儀表領(lǐng)域經(jīng)過測試后,其性能穩(wěn)定。

針對工業(yè)控制系統(tǒng)中一些智能設(shè)備因通信協(xié)議不同而無法通信的問題,文章以上位機(jī)與modbus智能設(shè)備通信為例,介紹了一種將rs232協(xié)議轉(zhuǎn)換為modbus協(xié)議的智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)處理速度快,能夠有效地實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備與上位機(jī)之間的通信。

利用can總線對僅有rs232接口的數(shù)控機(jī)床構(gòu)建的dnc系統(tǒng),當(dāng)集成的cnc系統(tǒng)種類較多時(shí),將使dnc主機(jī)管理軟件變得復(fù)雜,通用性降低;另外dnc主機(jī)向不同數(shù)控機(jī)床傳送nc程序中需要切換,以小數(shù)據(jù)包傳送nc程序會降低傳輸效率,降低dnc系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。本文提出的新型can-rs232協(xié)議轉(zhuǎn)換器可嵌入不同通信協(xié)議、具有大存儲空間、并能對存儲空間實(shí)現(xiàn)智能管理。利用該協(xié)議轉(zhuǎn)換器,可將dnc主機(jī)部分管理功能下移,增大一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,提高dnc系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,增加dnc系統(tǒng)集成規(guī)模。實(shí)驗(yàn)證明該協(xié)議轉(zhuǎn)換器是可行的、有效的。

第35卷?第7期?2013-07(下)?【141】 收稿日期：2013-05-13 基金項(xiàng)目：吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（吉教科合字[2012]第504號） 作者簡介：王英志（1978-），男，哈爾濱人，講師，碩士，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)與信號處理相關(guān)。 基于stm32的rs232-can通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì) designofcommunicationprotocolconverterofrs232-canbasedonstm32 王英志 1 ，楊佳 2 ，韓太林 1 wangying-zhi1,yangjia2,hantai-lin1 （1.長春理工大學(xué)電子信息工程學(xué)院，長春130022；2.吉林建筑工程學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院，長春130021） 摘要：依據(jù)rs232接口和can總線的特

rs485/光纖轉(zhuǎn)換器 模塊名稱：rs485/光纖轉(zhuǎn)換器 模塊屬性：透明傳輸設(shè)備 1.模塊簡介 rs485轉(zhuǎn)光纖轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)一路rs-485在光纖上的透明傳輸，由于采用光纖通信，解決了電磁干 擾、地環(huán)干擾和雷電破壞的難題，大大提高了數(shù)據(jù)通訊的可靠性、安全性和保密性，可廣泛用于各種 工業(yè)控制、過程控制、交通控制和分布式數(shù)據(jù)采集等場合，特別適用于變頻器控制、電力控制及對電 磁兼容性有特殊要求的測控系統(tǒng)。 應(yīng)用示例 2.性能指標(biāo) 電接口：rs-485信號 光接口：st多模 電源：dc24v電源適配器 速率：0～115.2kbps自適應(yīng) 光波長：1310nm 傳輸光纖：多模62.5/125um 傳輸距離：2km 工作溫度：-10℃－70℃ 相對濕度：≦90%（無冷凝） 3.主要特點(diǎn) 透明傳輸，波特率自適應(yīng)，無需改動用戶協(xié)議； 電源、數(shù)據(jù)收發(fā)

針對目前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣的兩種現(xiàn)場總線can和profibus通信協(xié)議互不相容的問題,分別對其幀結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行研究,提出一種基于stm32的can-profibus協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上,增加了冗余電源電路和存儲電路,保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的同時(shí)還具有數(shù)據(jù)暫存和斷點(diǎn)重發(fā)功能。

針對采用can總線的城軌列車通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,本文基于uart協(xié)議和can總線協(xié)議設(shè)計(jì)了can/uart協(xié)議轉(zhuǎn)換器,并通過rs232接口與監(jiān)控系統(tǒng)相連。監(jiān)控系統(tǒng)通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)對城軌列車通信系統(tǒng)的參數(shù)配置和實(shí)時(shí)監(jiān)控,并以可視化的方式顯示監(jiān)控結(jié)果;同時(shí)分析了can2.0協(xié)議、canopen協(xié)議和uart協(xié)議的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了以freescalemc9s12xdp512單片機(jī)為核心的協(xié)議轉(zhuǎn)換器硬件電路,完成了軟件編程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)通過rs232接口與監(jiān)控系統(tǒng)相連,完成了can總線與rs232接口設(shè)備的數(shù)據(jù)通信,解析了設(shè)備的狀態(tài)信息,最終實(shí)現(xiàn)了對城軌列車通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

在can總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,如何交換控制現(xiàn)場與計(jì)算機(jī)之間的信息是不可避免的問題。提出了一種通過計(jì)算機(jī)usb接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線can與計(jì)算機(jī)之間通信的方案,具體介紹了開發(fā)中采用的硬件電路,軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及監(jiān)控測試環(huán)境。

主要介紹了rs232-rs422/485信號轉(zhuǎn)換器在竊電電路、自動方向轉(zhuǎn)換電路、rs232信號補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn),提出了將rs422接口與tll接口兼容使用的方法。

針對閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際組網(wǎng)過程中遇到的不同廠家的設(shè)備之間協(xié)議不一致的情況,提出了基于at89c2051單片機(jī)的起協(xié)議轉(zhuǎn)換作用的設(shè)計(jì)方案,并詳細(xì)介紹了協(xié)議轉(zhuǎn)換的原理、通信系統(tǒng)的硬件構(gòu)成以及軟件實(shí)現(xiàn)方法。通過現(xiàn)場的嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)運(yùn)行,證明了該方法具有通信可靠、效率高、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

近20多年來,隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)自動化控制領(lǐng)域也得到了迅速的促進(jìn)和改革。如何將現(xiàn)代通信技術(shù)成功地應(yīng)用到工業(yè)自動化控制領(lǐng)域,掀起了一股激烈的討論熱潮。本人設(shè)計(jì)了一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器,使遵循modbus協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備和控制器能夠掛到以太網(wǎng)上,完成與pc主機(jī)或者遠(yuǎn)距離的控制器之間的通信。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器是arm嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的關(guān)鍵所在。本文介紹了一種基于usb接口的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(emjtag)設(shè)計(jì)思想,并給出了硬件設(shè)計(jì)和固件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法。

隨著工業(yè)控制的進(jìn)一步發(fā)展,多個(gè)設(shè)備之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換成為一種趨勢,而目前常用的工控設(shè)備通信接口有rs-232、rs-485、can和網(wǎng)絡(luò),由于各接口協(xié)議不同,使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的操作和信息交換難以進(jìn)行,通過多協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以將不同接口設(shè)備組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互操作。本文介紹了以ds80c400微處理器為核心的多接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。針對系統(tǒng)功能,著重對軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。并提出利用javaapplet和socket(套接字)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的參數(shù)配置,該協(xié)議轉(zhuǎn)換器已運(yùn)用于某系統(tǒng),試運(yùn)行效果良好。

針對現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)互連需求研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)串口-網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制,再通過以太網(wǎng)接口與pc機(jī)相連。從硬件和軟件分為2個(gè)主要部分進(jìn)行研究。硬件部分將μc/os-ⅱ作為嵌入式操作系統(tǒng),選擇lpc2210作為控制器,串口處理模塊采用max3232芯片對uart進(jìn)行rs232電平轉(zhuǎn)換;以太網(wǎng)控制芯片選用常用的10misa總線接口的rtl8019as。軟件部分主要分為μc/os-ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的移植與串口驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

提出一種基于arm9處理器的電力系統(tǒng)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計(jì)方案。具體闡述該方案的工作原理、主要特點(diǎn)、總體設(shè)計(jì)、硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。

介紹基于dsp+arm架構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)組成及其工作原理,給出了dsp通過emif接口與fpga無縫連接的接口實(shí)現(xiàn),dsp通過hpi接口與arm高速接口的實(shí)現(xiàn),以及基于arm的高速以太網(wǎng)接口。簡要介紹了基于嵌入式操作系統(tǒng)μclinux的網(wǎng)絡(luò)編程,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

闡述了數(shù)據(jù)通信方式的選擇,異步串行通信的定義及設(shè)置,分析了串行接口的實(shí)現(xiàn),詳細(xì)地介紹了基于單片機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換,最后歸納了基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn),以推廣該轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。

航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(afdx)是大型飛機(jī)平臺廣泛采用的總線,而現(xiàn)役飛機(jī)大多數(shù)子系統(tǒng)均使用成熟的arinc429或者1553b總線,如何完成多總線可靠轉(zhuǎn)換,是新型飛機(jī)航電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一;簡要介紹了afdx和arinc429協(xié)議特點(diǎn),并利用hi-8582芯片和fpga技術(shù)設(shè)計(jì)了這兩種總線協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的系統(tǒng);從afdx數(shù)據(jù)幀中解析出數(shù)據(jù)字,或者將數(shù)據(jù)字添加afdx協(xié)議各層首部組成afdx幀,完成兩種總線的橋接;通過quartusii的時(shí)序仿真和物理測試,結(jié)果表明afdx數(shù)據(jù)幀和429數(shù)據(jù)字可以轉(zhuǎn)換,驗(yàn)證了這種協(xié)議轉(zhuǎn)換模型的可行性和正確性。