串口转CAN模块_MCU串口转CAN的思路和方法介绍

在嵌入式产品开发过程中，可能会出现CAN通道数量不够的问题。如何选择合适的转换模块来解决这个问题？下面将为您讲解几个模块的选择方法。

1.应用场景

CAN总线是优秀的现场总线之一，已经从最初的汽车电子普及到各行各业。从工业自动化到新能源，从轨道交通到航空航天，CAN总线技术在中国不断得到应用和沉淀。

图1 CAN总线数据帧结构

在应用CAN总线时，我们可能会面临以下问题：主控制器不支持CAN控制器或者CAN路径数量不够。具体问题：早期产品通讯采用RS485或RS232通讯，现在产品需要升级支持CAN通讯；由于成本限制，主控MCU必须选择不带CAN控制器的低端处理器。开发的产品需要的CAN通道数量远远大于2个通道，能够支持2个以上通道的MCU数量有限或者成本过高。

图LPC系列之间的CAN路径比较

图3多通道CAN应用场景

当MCU中没有can控制器或者所需的CAN通道数不能满足要求时，可以选择使用其他通信接口来扩展CAN接口。常见的转换方式有串口转CAN、以太网转CAN、WIFI转CAN、光纤转CAN。本文主要介绍串口转CAN的思路和方法。

图4 CAN转换器产品

2.如何选择类型

串口扩展的模块大致可以分为两种形式，一种是简单的协议控制器芯片实现，如MCP2515和MCP2517；另一种是由高性能单片机实现的。与简单的协议控制器芯片相比，MCU方案的协议转换模块具有以下优点：配置简单，用上位机或串行指令集，几个简单的串行数据传输即可完成配置；缓存大，防止高速或高数据吞吐量时丢帧；出色的性能，将复杂的协议转换和帧缓冲完全集成在用户MCU之外，可以减轻用户MCU的负担。

ZLG巩俐科技致远电子推出两个系列的串口转CAN模块，CANFDSM和CSM300。选拔工作如何开始，先从两者的区别说起。CANFDSM是最新一代的串口转CANFDm模块，不仅可以匹配目前流行的canfd，还可以完全兼容传统的CAN2.0协议。所以，如果你的产品选择了CANFD协议，你只能使用新一代的CANFDSM模块。

图5链路层协议的区别

如果产品使用CAN2.0A或CAN2.0B协议，我们会继续比较选择。CANFDSM没有CAN或CANFD收发器，用户需要自行添加隔离或非隔离收发器模块。CSM300集成了CAN隔离收发器和CAN控制器，可以直接连接MCU和CAN总线。

图6 CSM 300和CANFDSM的内部设备

上面讨论的情况都是针对车载需求的应用，需要直接应用到设备上的场合如何选择？CANCOM或者CANFDCOM绝对是你的首选。CANFDCOM接口卡的1~2通道自带2500VDC电气隔离，静电等级为接触放电8 kV，浪涌1 kV，可有效避免不同节点地电位不同造成的回流伤害，特别适用于测试电动车、火车。

图7串行端口至CAN设备

3.应用电路

以CANFDSM-100为例，这类模块的一般应用方式如下。协议转换模块通过UART的TX和RX交叉连接直接与MCU通信，3、PIN4通过CAN隔离收发器CTM3FD连接到外部CAN总线。需要注意的是，该模块在使用前需要进行参数配置。使用PIN7使模块进入配置状态后，就可以用MCU的AT指令完全配置了。另外，利用上位机软件可以快速完成参数配置。

图8应用电路

图9 CANFDSM-100引脚定义

4.协议转换格式

串口转CAN模块提供透明转换、透明带识别、自定义协议等多种转换形式，有兴趣的工程师可以参考previo