一种CAN总线与ModbusRTU数据转换模块的制作方法

本实用新型涉及数据转换设备领域，尤其是涉及一种CAN总线与ModbusRTU数据转换模块。
背景技术：
：CAN总线具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点；采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作；具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-bus上，形成多主机局部网络；可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后，可自动重发；节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；报文不包含源地址或目标地址，仅用标识符来指示功能信息、优先级信息等等很多优点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN总线已经形成国际标准，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。Modbus通信协议是由Modicon公司开发和应用，并应用在PLC或其他工业控制器上的一种通用语言。通过此协议，各控制器之间可以实现串行通信。Modbus协议的通信方式为一问一答主从方式。这种通信模式，大大提高了通信的正确率。因其具有操作简单、高效、通信可靠等优点，Modbus协议现已成为一个国际通信标准，得到了国际上大多数工控产品生产厂家的支持。该通信协议已广泛应用于机械、水利、电力、环保等行业设备中。Modbus协议有ASCII和RTU两种数据传输方式可由使用者选择，但在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。RTU模式相对于ASCII模式表达相同的信息只需较少的位数，在相同的速率下较ASCII模式具有更大的数据流量。因此，在通常情况下较多使用RTU模式。本实用新型可以实现CAN总线和ModbusRTU协议的数据相互转换。技术实现要素：本实用新型具体提供了一种CAN总线与ModbusRTU总线通讯连接器，包括控制电路、电源电路、CAN接口电路和ModbusRTU接口电路，所述控制电路包括内嵌了CAN控制器的MCU与通信指示灯、配置按键。所述CAN接口电路包括磁耦隔离模块、CAN驱动模块，所述CAN驱动模块分别与CAN总线和磁耦隔离相连。所述ModbusRTU接口电路包括RS485驱动模块和其他辅助电路，所述RS485驱动模块分别与Modbus总线和内嵌了CAN控制器的MCU相连。所述电源电路包括DC/DC双隔离稳压电源和其他辅助电路，所述DC/DC双隔离稳压电源分别与RS485驱动模块和CAN驱动模块相连。本实用新型是一种集成1路标准CAN总线接口、1路ModbusRTU接口的工业级CAN总线与ModbusRTU数据转换模块。模块集成标准ModbusRTU协议，采用该模块，使用者可以将原本使用RS485总线进行通讯的设备（采用ModbusRTU协议），在不需要改变原有硬件结构的前提下使设备获得CAN总线通讯能力，从而将使用ModbusRTU协议通信的设备快速接入CAN总线，构成现场总线实验室、工业控制、智能小区、汽车电子网络等CAN总线网络领域中数据处理、数据采集的CAN网络控制节点。本实用新型在ModbusRTU端读取数据时，会将CAN总线上接收到的数据实时装入缓存区，等待Modbus指令读取。模块收到Modbus读取指令后，会将指定的CAN数据经过转换发送到Modbus总线上；当模块接收到Modbus发送数据指令后，会直接将Modbus数据处理并发送到CAN总线上。本实用新型是工业总线改造、多种总线设备互连的关键性工具，同时该数据转换模块具有体积小巧、即插即用等特点，也是系统集成的最佳选择。本实用新型的各种总线接口均集成隔离保护模块，可使其避免由于瞬间的过压过流而对模块造成损坏，使用DIN导轨的固定方式，可使其更容易集成到各种控制柜中。与现有技术相比，本实用新型具有下述性能和特点：1、Modbus从站支持功能码：03H、04H、06H、16H；2、Modbus端采用标准串口电平（非TTL电平）；3、ModbusRTU接口（RS485接口）采用标准2线制；4、ModbusRTU接口波特率支持600-115200bps之间，可通过软件配置；5、CAN总线支持CAN2.0A和CAN2.0B帧格式，符合ISO/DIS11898规范；6、CAN总线通讯波特率在5Kbps-1Mbps之间任意可编程；7、CAN总线接口采用电气隔离，隔离模块绝缘电压：DC1500V；8、最高转换数据流量：400帧/秒（ModbusRTU接口波特率最大时测得）；9、使用24VDC供电，100mA；10、ModbusRTU、CAN接口使用端子接线方式；11、使用专用的配置软件配置模块工作模式及所有参数；12、非易失行存储器保存配置参数，每次上电后自动调用最近一次的参数；附图说明：图1为本实用新型的CAN总线与ModbusRTU数据转换模块的工作原理图示意图。图2为本实用新型的结构框图。具体实施方式：下面结合图1至图2对本实用新型做进一步详细说明：本实用新型提供一种CAN总线与ModbusRTU数据转换模块，该模块集成1路CAN通道，由1个4Pin插拔式接线端子引出，可以用于连接1个CAN-bus网络或者CAN-bus接口的设备。如图2所示，该连接器主要由控制电路、电源电路、CAN接口电路和ModbusRTU接口电路组成。本实施例中，电源电路主要包含2405隔离电源模块、AMS1117电源模块、拨码开关、指示灯。其中，2405隔离电源模块的输入端连接外部标准24V供电电源，输出端与AMS1117电源模块的输入端相连接。AMS1117电源模块的输出端与控制电路主芯片NXPLPC1765相连，用于供电。拨码开关、指示灯等连接至控制电路主芯片NXPLPC1765，用于实现复位、切换模式、状态指示等用途。本实施例中，CAN接口电路主要包含1201磁耦隔离芯片、PCA82C251CAN收发器、NUP2105TVS芯片。其中，1201磁耦隔离芯片的两端分别连接控制电路主芯片NXPLPC1765和PCA82C251CAN收发器。PCA82C251CAN收发器的另一端连接至CAN总线上。NUP2105TVS芯片并联在CAN总线上，用于保护CAN收发器免受EMI和ESD的影响。本实施例中，ModbusRTU接口电路主要包含RS485收发器。RS485收发器一端与控制电路主芯片NXPLPC1765连接，另一端与RS485总线连接。如图1所示，若配置Modbus从站地址为1，Modbus寄存器首地址为0x01，功能码为03，CAN为标准帧，帧ID为0x181，CAN帧数据为0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08。用户Modbus主站发送请求帧：01030001000415C9主机发送字节数例（Hex）从机地址1字节01功能码1字节03寄存器首地址2字节0001寄存器数量2字节0004CRC2字节15C9CAN总线与ModbusRTU数据转换模块的响应帧：010308020104030605080717C1从机回送字节数例（Hex）从机地址1字节01功能码1字节03数据字节数1字节08数据12字节0201数据22字节0403数据32字节0605数据42字节0807CRC2字节17C1此时，CAN总线与ModbusRTU数据转换模块Modbus端已收到了来自其他设备的CAN端发出的帧ID为0x181的数据帧。如图1所示，若配置Modbus从站地址为1，Modbus寄存器首地址为0x101（十进制为257），功能码为16（10H），CAN为标准帧，帧ID为0x201，CAN帧数据为0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08。用户Modbus主站发送请求帧：011001010004080201040306050807CB2E主机发送字节数例（Hex）从机地址1字节01功能码1字节10寄存器首地址2字节0101寄存器数量2字节0004数据字节数1字节08数据12字节0201数据22字节0403数据32字节0605数据42字节0807CRC2字节CB2ECAN总线与ModbusRTU数据转换模块的响应帧：01100101000491F6从机回送字节数例（Hex）从机地址1字节01功能码1字节10寄存器首地址2字节0101寄存器数量2字节0004CRC2字节91F6此时，其他设备的CAN端已收到了来自CAN总线与ModbusRTU数据转换模块的Modbus端发出的帧ID为0x201的数据帧。需要说明的是，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思与特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明的理解。当前第1页1 2 3