资料

软件

• WS-CAN-TOOL
• USB-CAN-A_TOOL
• SSCOM

外部测试程序

• RS485 CAN HAT 扩展示例

数据手册

• SP3485EEN
• SP3232EEN
• RS232/485/422 TO CAN 手册

说明

产品概述

RS232/485/422 TO CAN 是一款工业级 RS232/485/422 转 CAN 隔离型转换器，内置电源隔离、ADI 磁耦隔离和 TVS 等保护电路，工业导轨外壳设计。RS232/485/422 TO CAN 操作简单，零延时自动收发转换，具有通信速度快、稳定、可靠、安全等特点，可适用于各种通信要求较高的工控设备或应用。

产品特性

• 采用 SP3232EEN+SP485EEN 芯片方案，高速通信稳定、可靠、兼容性好
• 板载一体式电源隔离，可提供稳定的隔离电压，隔离端无须额外供电
• 板载一体式数字隔离，可进行信号隔离，可靠性高、抗干扰强、功耗低
• 符合 CAN 2.0B（扩展帧）规范，兼容 CAN 2.0A（标准帧）；符合 ISO 11898-1/2/3。
• 支持 CAN 通讯波特率范围：10kbps~1000kbps，可选 CAN 波特率
• 高速转换，RS232/485/422 在 115200 波特率，CAN 在 250kbps 下，CAN 发送速度可达 1270 扩展帧/秒（接近理论最大值 1309 扩展帧/秒）；
• 实现 CAN 与 RS232/485/422 的双向数据通讯；
• 4 种 CAN 工作模式：透明转换、透明带标识转换、格式转换和 Modbus RTU 协议转换；
• 板载 TVS (瞬态电压抑制管)，可有效抑制电路中的浪涌电压和瞬态尖峰电压，防雷防静电
• 板载自恢复保险丝和保护二极管，可确保电流和电压稳定输出，防过流过压，提高抗冲击能力
• 板载 15KV ESD 隔离保护和 600W 雷电浪涌保护
• 板载 RS485/RS422 接口的 120R 终端电阻，可通过跳线帽设置修改
• 可以通过RS232/485/422 实现对设备的固件升级，方便定制固件；
• 支持通过配置软件或串口指令设置工作参数，可断电保存
• 板载端子供电接口，支持 5 ~ 36V DC 宽电压范围供电
• 外置 4 个 LED 指示灯，方便查看电源和信号收发状态
• 工业级金属外壳，支持壁挂和导轨两种安装方式，坚固美观，易安装

产品参数

接口介绍

产品尺寸

设备配置

使用 USB TO 4CH Serial Converter （或其他USB转RS232、USB转RS485、USB转RS422设备）进行初始化配置,不进行配置则保持出厂设置状态

硬件连接

• 连接 USB 转 RS232/485/422 设备（以下为连接 USB TO 4CH Serial Converter的 RS485 接口）

RS232/485/422 TO CAN - RS485	USB TO 4CH Serial Converter - Port C
RS485 - GND	Port C - GND
RS485 - A+	Port C - A+
RS485 - B-	Port C - B-

软件操作

• 打开 SSCOM ，查看使用的 COM 口,当前使用 COM42 进行演示

• 打开 CAN转串口配置软件

• 可根据需求调整显示语言(以下使用默认英文界面)

• 选择上方连接 RS232/485/422 对应的 COM 口，打开串口

• 点击 获取设备参数

• 若需修改设备参数，直接修改后点击保存设备参数，然后点击 重启设备(示例修改 CAN ID)

模式使用说明

折叠

透明转换

• 透明转换方式下，转换器接收到一侧总线的数据就立即转换发送至另一总线侧。

串行帧转CAN

• 串行帧的全部数据依序填充到CAN 报文帧的数据域里。转换器接收到串行总线上的一帧数据后立即转到CAN总线上。转换成的CAN 报文帧信息（帧类型部分）和帧ID 来自用户事先的配置，并且在转换过程中帧类型和帧ID 一直保持不变。
• 数据转换对应格式如下图所示

• 如果收到串的行帧长度小于等于8字节，依序将字符1到n（n为串行帧长度）填充到CAN报文的数据域的1到n个字节位置（如上图中n为7）。
• 如果串行帧的字节数大于8，那么处理器从串行帧首个字符开始，第一次取8个字符依次填充到CAN报文的数据域。将数据发至CAN总线后，再转换余下的串行帧数据填充到CAN报文的数据域，直到其数据被转换完。
• 例如，CAN参数设置中选择了“标准帧”，CAN ID 填00000060，注意标准帧只有后11位有效。
• 转成CAN的数据如下

CAN帧转串口

• 对于CAN总线的报文也是收到一帧就立即转发一帧。
• 转换时将CAN报文数据域中的数据依序全部转换到串行帧中。数据格式对应如下图所示。

• 如果在配置的时候，开启了“CAN信息是否转串行中”，那么转换器会将CAN报文的“帧信息”字节直接填充至串行帧。
• 如果开启了“CAN帧ID是否转串行中”，那么也将CAN报文的“帧ID”字节全部填充至串行帧。
• 例如，开启了“CAN信息是否转串行中”，不开启“CAN帧ID是否转串行中”，CAN帧转到串行如下图

折叠

透明带ID转换

• 透明带标识转换是透明转换的特殊用法，有利于用户通过转换器更方便的组建自己的网络，使用自定的应用协议。
  
• 该方式把串行帧中的地址信息自动转换成CAN总线的帧ID。只要在配置中告诉转换器该地址在串行帧的起始位置和长度，转换器在转换时提取出这个帧ID 填充在CAN 报文的帧ID域里，作为该串行帧的转发时的CAN报文的ID。在CAN报文转换成串行帧的时候也把CAN报文的ID转换在串行帧的相应位置。注意在该转换模式下，配置软件的“CAN参数设置”项的“CAN ID”无效，因为此时发送的标识符（帧ID）由上述的串行帧中的数据填充的。

串行帧转CAN

• 转换器接收完一帧串行数据后，立即转发到CAN总线上。
• 串行帧中所带有的CAN的ID在串行帧中的起始地址和长度可由配置设定。起始地址的范围是0～7，长度范围分别是1～2（标准帧）或1～4（扩展帧）。
• 转换时根据事先的配置将串行帧中的CAN帧ID对应全部转换到CAN报文的帧ID域中（如果所带帧ID个数少于CAN报文的帧ID个数，那么在CAN报文的填充顺序是帧ID1～ID4，并将余下的ID填为0），其它的数据依序转换。
• 如果一帧CAN报文未将串行帧数据转换完，则仍然用相同的ID作为CAN报文的帧ID继续转换直到将串行帧转换完成，如下图所示。

• 例如，CAN ID在串行帧中的起始地址是0，长度是3（扩展帧情况下），串行帧和转换成CAN报文结果如下图所示。其中，两帧CAN 报文用相同的ID 进行转换。

CAN帧转串行

• 假定配置的CAN ID在串行帧中的起始地址是0，长度是3（扩展帧情况下），CAN报文和转换成串行帧的结果如下图

折叠

格式转换

• 是一种最简单的使用模式，数据格式约定为13 字节，包含了CAN 帧的所以信息。

转换说明

• 数据转换格式，如下图所示每一个CAN帧包含13个字节，13个字节内容包括CAN信息+ID+数据。

折叠

Modbus协议转换

• 将标准的Modbus RTU串行数据协议转换成特定的CAN数据格式，此种转换一般要求CAN总线设备报文可编辑。
• 串口侧数据必须符合标准的Modbus RTU协议，否则不能转换，注意，CRC校验不转换到CAN侧。
• CAN侧制定了一个简单高效的分段通讯格式来实现 Modbus RTU的通讯,不区分主机和从机，用户只需按照标准的Modbus RTU协议通讯即可。
• CAN侧不需要加CRC校验，转换器收到最后一个CAN帧后，会自动加上CRC，组成一帧标准的Modbus RTU数据包，发到串口上。
• 该模式下，配置软件的【CAN参数设置】的【CAN ID】无效，因为此时发送的标识符（帧ID）由Modbus RTU串行帧中的地址域（节点ID）填充。

串行帧格式（Modbus RTU）

• 串行参数：波特率、数据位、停止位和校验位都可通过配置软件设置。
• 数据协议需符合标准的Modbus RTU协议。

CAN帧格式

• CAN侧设计了一套分段协议格式，其定义了一个长度大于 8 字节的信息进行分段以及重组的方法，如下所示。
• 注意，当CAN帧为单帧时，分段标志位为0x00。

• CAN帧信息（远程帧或数据帧；标准帧或扩展帧）通过配置软件设置。
• 传输的 Modbus协议内容即可从“数据 2”字节开始，如果协议内容大于 7 个字节，那么将剩下的协议内容照这种分段格式继续转换，直到转换完成。
• 数据1是分段控制信息（占1个字节，8Bit），其含义如下：

     分段标记
        占1个Bit位(Bit7)， 标志该报文是否是分段报文。该位为 0 表示单独报文，为 1 表示属于被分段报文中的一帧。
     分段类型
        占2个Bit位（Bit6，Bit5），用于表示该报文在分段报文中的类型
        
     分段计数器
        占5个Bit位（Bit4-Bit0），用于区分同一帧Modbus报文中分段的序号，够验证是同一帧的分段是否完整。

转换示例

• 串口侧Modbus RTU数据（十六进制）：

     01 03 14 00 0A 00 00 00 00 00 14 00 00 00 00 00 17 00 2C 00 37 00 C8 4E 35

• 第一个字节01是Modbus RTU的地址码，转换成CAN的ID.7-ID.0。
• 最后2个字节（4E 35）为Modbus RTU的CRC校验，丢掉不转换。
• 最终转成CAN数据报文如下：

     第1帧CAN报文：81 03 14 00 0A 00 00 00
     第2帧CAN报文：a2 00 00 14 00 00 00 00
     第3帧CAN报文：a3 00 17 00 2C 00 37 00
     第4帧CAN报文：c4 c8

• CAN报文的帧类型（标准帧或扩展帧）通过配置软件设置；
• 每个CAN报文的第一个数据都有分段信息来填充（81、a2、a3和c4），该信息不转换到Modbus RTU帧中，仅做为报文的确认控制信息。

• CAN侧的数据到ModBus RTU的转换原理和上面相同，CAN侧收到上述4条报文后，转换器会将收到的CAN报文按照上述的CAN分段机制组合成一帧RTU数据，并在结尾加上CRC校验

功能验证

RS232 TO CAN 测试

使用 USB-CAN-A 与 USB TO 4CH Serial Converter 进行功能演示

硬件连接

• 连接 CAN 设备

RS232/485/422 TO CAN - CAN	USB-CAN-A
CAN - CAN H	CAN - CAN H
CAN - CAN L	CAN - CAN L
CAN - CAN G	CAN - GND

• 连接 RS232 设备

RS232/485/422 TO CAN - RS232	USB TO 4CH Serial Converter - Port D
RS232 - GND	Port D - GND
RS232 - TXD	Port D - RXD
RS232 - RXD	Port D - TXD

软件操作

• 开启 USB-CAN-A_TOOL
• 选择 USB-CAN-A 对应 COM 口，点击 打开

• 选择 CAN设备的波特率为 250kbps,点击 设置并启动 ，输入需要发送的数据，选择 循环

• 开启 1 个 SSCOM，选择 USB TO 4CH Serial Converter 的 Port D 对应 COM 口,点击 打开串口

• 在 SSCOM 软件中，勾选 HEX显示、HEX发送、加时间戳和分包显示，并输入要发送的数据

11 22 33 44 55 66 77 88

• 在 USB-CAN-A_TOOL 中选中一个数据，点击 发送选中帧

• 可看到一收一发的现象

• 或点击 SSCOM 的定时发送

• 可看到一收一发的现象

RS485 TO CAN 测试

使用 USB-CAN-A 与 USB TO 4CH Serial Converter 进行功能演示

硬件连接

• 连接 CAN 设备

RS232/485/422 TO CAN - CAN	USB-CAN-A
CAN - CAN H	CAN - CAN H
CAN - CAN L	CAN - CAN L
CAN - CAN G	CAN - GND

• 连接 RS485 设备

RS232/485/422 TO CAN - RS485	USB TO 4CH Serial Converter - Port C
RS485 - GND	Port C - GND
RS485 - A+	Port C - A+
RS485 - B-	Port C - B-

软件操作

• 开启 USB-CAN-A_TOOL
• 选择 USB-CAN-A 对应 COM 口，点击 打开

• 选择 CAN设备的波特率为 250kbps,点击 设置并启动 ，输入需要发送的数据，选择 循环

• 开启 1 个 SSCOM，选择 USB TO 4CH Serial Converter 的 Port C 对应 COM 口,点击 打开串口

• 在 SSCOM 软件中，勾选 HEX显示、HEX发送、加时间戳和分包显示，并输入要发送的数据

11 22 33 44 55 66 77 88

• 在 USB-CAN-A_TOOL 中选中一个数据，点击 发送选中帧

• 可看到一收一发的现象

• 或点击 SSCOM 的定时发送

• 可看到一收一发的现象

RS422 TO CAN测试

使用 USB-CAN-A 与 USB TO 4CH Serial Converter 进行功能演示

硬件连接

• 连接 CAN 设备

RS232/485/422 TO CAN - CAN	USB-CAN-A
CAN - CAN H	CAN - CAN H
CAN - CAN L	CAN - CAN L
CAN - CAN G	CAN - GND

• 连接 RS422 设备

RS232/485/422 TO CAN - RS422	USB TO 4CH Serial Converter - Port C
RS422 - GND	Port C - GND
RS422 - TA	Port C - RA
RS422 - TB	Port C - RB
RS422 - RA	Port C - TA
RS422 - RB	Port C - TB

软件操作

• 开启 USB-CAN-A_TOOL
• 选择 USB-CAN-A 对应 COM 口，点击 打开

• 选择 CAN设备的波特率为 250kbps,点击 设置并启动 ，输入需要发送的数据，选择 循环

• 开启 1 个 SSCOM，选择 USB TO 4CH Serial Converter 的 Port C 对应 COM 口,点击 打开串口

• 在 SSCOM 软件中，勾选 HEX显示、HEX发送、加时间戳和分包显示，并输入要发送的数据

11 22 33 44 55 66 77 88

• 在 USB-CAN-A_TOOL 中选中一个数据，点击 发送选中帧

• 可看到一收一发的现象

• 或点击 SSCOM 的定时发送

• 可看到一收一发的现象

RS485 CAN HAT 上扩展

RS485 CAN HAT 相关使用说明
请先行了解 RS485 CAN HAT 相关使用

接口扩展

扩展 CAN 接口

• 连接 RS485 口,将 RS485 CAN HAT 扩展为 2 个 CAN 接口

RS232/485/422 TO CAN - RS485	RS485 CAN HAT
RS485 - A+	RS485 - A+
RS485 - B-	RS485 - B-

扩展 RS232/485/422 接口

• 连接 CAN 口，将 RS485 CAN HAT 扩展为 1 个 RS485 接口和一个 RS232/485/422 接口

RS232/485/422 TO CAN - CAN	RS485 CAN HAT
CAN - CAN H	CAN - CAN H
CAN - CAN L	CAN - CAN L

示例演示

使用 RS232/485/422 TO CAN 让 RS485 CAN HAT 的 RS485 与 CAN 进行通信

硬件连接

RS232/485/422 TO CAN - RS485	RS485 CAN HAT
CAN - CAN H	CAN - CAN H
CAN - CAN L	CAN - CAN L
RS485 - A+	RS485 - A+
RS485 - B-	RS485 - B-

软件操作

前置操作

• 将 RS485 CAN HAT 模块与树莓派连接，然后修改开机脚本config.txt
  

sudo nano /boot/config.txt

• 在最后一行加入如下：

dtparam=spi=on
dtoverlay=mcp2515-can0,oscillator=12000000,interrupt=25,spimaxfrequency=2000000

• 同时在 /boot/config.txt 找到如下配置语句使能串口，如果没有，可添加在文件最后面。

enable_uart=1

安装库

以下操作为必须操作

安装can-utils

sudo apt-get install can-utils

安装 wiringpi 环境

#打开树莓派终端，并运行以下指令
cd
sudo apt-get install wiringpi
#对于树莓派2019年5月之后的系统（早于之前的可不用执行），可能需要进行升级：
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb
gpio -v
# 运行gpio -v会出现2.52版本，如果没有出现说明安装出错

安装 Python 环境

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-pip
sudo apt-get install python-serial

• 配置运行环境

sudo pip install python-can

• 若上方指令运行失败，请使用下列其他镜像源下载

sudo pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple python-can

sudo pip install -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple python-can

sudo pip install -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple python-can

修改 RS232/485/422 TO CAN 配置

• 使用 软件修改 RS232/485/422 TO CAN 设备的 CAN 接口 ID
• 将CAN ID 设置为 123 ，请按照 设备配置 依次操作

C 示例

• 若以执行过下载操作，请跳过文件删除步骤与程序下载步骤（即下方两点）
• 删除此前下载的资料包,请注意：若需要保留原 RS485_CAN_HAT_Code 文件请拷贝至其他路径

cd
rm -rf RS485_CAN_HAT_Code.zip
rm -rf RS232-485-422_Code.zip
rm -rf RS485_CAN_HAT_Code
sudo ifconfig can0 down

• 下载示例程序

cd
sudo apt-get install unzip
wget  https://www.waveshare.net/w/upload/6/6b/RS232-485-422_Code.zip
unzip RS232-485-422_Code.zip
sudo chmod 777 -R RS485_CAN_HAT_Code/

• 运行CAN发送、RS485接收示例

cd
cd RS485_CAN_HAT_Code/CAN_TO_RS485/wiringPi/
make clean
make
sudo ./can_send

• 运行RS485发送、CAN接收示例

cd
cd RS485_CAN_HAT_Code/RS485_TO_CAN/wiringPi/
make clean
make
sudo ./485_send

Python 示例

• 若以执行过下载操作，请跳过文件删除步骤与程序下载步骤（即下方两点）
• 删除此前下载的资料包,请注意：若需要保留原 RS485_CAN_HAT_Code 文件请拷贝至其他路径

cd
rm -rf RS485_CAN_HAT_Code.zip
rm -rf RS232-485-422_Code.zip
rm -rf RS485_CAN_HAT_Code
sudo ifconfig can0 down

• 下载示例程序

cd
sudo apt-get install unzip
wget  https://www.waveshare.net/w/upload/6/6b/RS232-485-422_Code.zip
unzip RS232-485-422_Code.zip
sudo chmod 777 -R RS485_CAN_HAT_Code/

• 重新打开can0,运行CAN发送、RS485接收示例

cd
cd RS485_CAN_HAT_Code/CAN_TO_RS485/python/
sudo python can_send.py

• 重新打开can0,运行RS485发送、CAN接收示例

cd
cd RS485_CAN_HAT_Code/RS485_TO_CAN/python/
sudo python 485_send.py

资料

软件

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• USB-CAN-A_TOOL
• SSCOM

外部测试程序

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邮箱：services04@spotpear.cn