CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 使用教程
说明
产品概述
CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 是一款导轨式 CAN FD 和以太网/RS485/RS232 的双向转换，具备高速低延迟、性能稳定、易用、高性价比等特点，支持五种数据转换模式 (透明、透明带 ID、标准协议、Modbus、自定义帧头帧尾)，可实现 CAN 与网口/串口设备互联，兼容 CAN FD 及 CAN 2.0A/2.0B 协议。
产品采用工业级设计，-40°C ~ 85°C 稳定运行，支持 9V ～ 36V 宽电压供电，仲裁域波特率 5Kbps ~ 1Mbps、数据域 100Kbps ~ 5Mbps。
设备支持上位机软件配置，自带 120Ω 总线电阻 (拨码快速接入) 和支持导轨安装，配置安装便捷高效。
产品参数
| 分类 | 参数 | 数值 |
|---|---|---|
| 基本参数 | 工作电压 | DC 9V ~ 36V |
| 尺寸 | 110 × 27 × 85.6 (mm) | |
| 安装方式 | 导轨式安装 | |
| Reload 按键 | 长按可恢复出厂设置 | |
| 指示灯 | POWER、WORK、COM、CAN | |
| 接口参数 | CAN 口规格 | 1 路 CAN 口、支持 CAN FD、兼容 CAN 2.0A/2.0B |
| CAN 口波特率 | 仲裁域波特率：5Kbps ~ 1Mbps 数据域波特率：100Kbps ~ 5Mbps | |
| 终端电阻 | 内置 2 个 120Ω 终端电阻， 拨任意一位拨码到 ON，并联一个 120Ω 电阻， 两位拨码都到 ON，并联两个 120Ω 电阻 | |
| 网口规格 | RJ45，10/100Mbps，交叉直连自适应 | |
| 串口规格 | 支持一路 RS485 或 RS232 接入 | |
| 工作环境 | 工作温度 | -40℃ ~ 85℃ |
| 储存温度 | -40℃ ~ 105℃ | |
| 工作湿度 | 5%RH ~ 95%RH（无凝露） | |
| 存储湿度 | 5%RH ~ 95%RH（无凝露） | |
| 软件功能 | 网络协议 | TCP server、TCP client、UDP server、UDP client（网口） |
| Modbus 网关 | 网口：CAN (FD) 转 ModbusTCP（主 / 从） 串口：CAN (FD) 转 ModbusRTU（主 / 从） | |
| 发送报文 | 支持配置多达 64 条发送报文 | |
| 接收报文 | 支持配置多达 64 条接收报文 | |
| 转换模式 | 透明转换、透明带 ID 转换、标准转换、Modbus 转换、自定义帧头帧尾转换 | |
| CAN ID | 支持标准帧、扩展帧 | |
| 帧 ID 过滤 | 支持仅标准帧、仅扩展帧、自定义输入帧 ID（最多 32 组） | |
| 打包帧数时间 | 支持自定义打包帧数、自定义打包时间（网口） | |
| 转换方向 | 支持双向转换、仅串口/网口转 CAN、仅 CAN 转串口/网口 | |
| 固件升级 | 支持上位机进行固件升级 | |
| 参数配置 | AT 指令、上位机软件配置 | |
| 其他功能 | 支持心跳包、注册包；正常、回环、只听工作模式（网口） | |
| 防护参数 | 静电防护 | 空气放电 8KV，接触放电 6KV |
| 电快速脉冲群 | 电源回路 2KV；RS485/RS232 回路 1KV；CAN 回路 1KV；网口回路 1KV | |
| 浪涌干扰度测试 | 电源回路差模 1KV，共模 2KV；CAN 回路共模 2KV； 串口回路共模 2KV；网口回路共模 2KV |
硬件说明
指示灯说明
| 指示灯 | 颜色 | 功能说明 |
| POWER灯 | 红色 | 上电常亮，断电熄灭 |
| STA灯 | 绿色 | 闪烁：设备正常运行，频率 1s； 频闪：进入 CAN 总线被动错误状态； 常亮：CAN 总线运行异常 |
| NET灯 | 绿色/红色 | 绿灯闪烁：表示网口有数据正在接收 红灯闪烁：表示网口有数据正在发送 |
| CAN灯 | 红色 | 绿灯闪烁：表示 CAN 口有数据正在接收 红灯闪烁：表示 CAN 口有数据正在发送 |
软件操作
- 注：以透传模式为例
串口
CAN FD转换器基本参数配置
- 打开WS-CAN-FD-Converter，选择CAN FD ETH RS232/RS485 Converter。（软件默认是英文，可以修改为中文）
- 点击 连接设备 旁边的三角形选择串口配置，再点击串口旁边的小三角形，然后修改串口配置
- 修改串口号为USB TO RS232/485的实际串口号
- 配置完串口参数后，依次点击：打开串口、进入配置状态、读取参数。（若右侧消息栏有报错、重新点击读取参数，直至没有报错）
- 点击设置CAN FD模式、启用CAN FD加速、仲裁域波特率为1000k、数据域波特率为5000k，然后点击设置并保存
- 确认右侧指令无报错提示后，依次点击退出配置状态、关闭串口就可以结束设备配置。右侧指令有报错需要重新重新保存或重新配置
实例演示
接线说明
CAN
1、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 CAN-H 接 USB-CAN-FD 的 CAN1-H
2、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 CAN-L 接 USB-CAN-FD 的 CAN1-L
RS232
1、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 RS232-GND 接 USB TO RS232 (B) 的RS232-GND
2、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 RS232-RX 接 USB TO RS232 (B) 的 RS232-TX
3、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 RS232-TX 接 USB TO RS232 (B) 的 RS232-RX
USB_CANFD TOOL通信软件配置
- 打开测试软件“USB_CANFD TOOL.exe”，点击设备管理
- 点击索引旁边的“打开设备”，再点击USBCANFD- 200U旁边的启动
- 工作模式选择“正常”、CAN FD标准选“CAN FD ISO”，仲裁域波特率”1Mbps“，数据域波特率”5Mbps“，最后点“确定”
SSCOM软件配置
- 打开测试软件“SSCOM.exe”,串口连接到的计算机的串口号COM5（根据具体情况选择），选择 CAN FD TO RS232/RS485 串口默认波特率115200，点打开串口。
接口收发通信测试
- USB_CANFD TOOL点击发送消息，发送数据 55 55 66 66 77 77 88 88，SSCOM软件勾选HEX十六进制接收数据55 55 66 66 77 77 88 88。
- SSCOM软件点击发送消息，发送数据 11 11 22 22 33 33 44 44，USB_CANFD TOOL勾选HEX十六进制接收数据 11 11 22 22 33 33 44 44。
网口
CAN FD转换器基本参数配置
- 打开WS-CAN-FD-Converter，选择CAN FD ETH RS232/RS485 Converter。（软件默认是英文，可以修改为中文）
- 点击 连接设备 旁边的三角形选择 网络连接 ，按顺序点击网络搜索、目标设备、读取参数。假如数据通道为串口，将数据通道改为 CAN转以太网，设置并保存
- 保存成功后，重新点击“读取参数”，直至没有报错出现再进行下一步
- 点击接口设置、设置CAN FD模式、启用CAN FD加速、仲裁域波特率为1000k、数据域波特率为5000k，然后点击网络设置
- 网络工作模式选择TCP Server、本地端口改为502、最后点击保存就可以结束设备配置。右侧指令有报错需要重新保存或重新配置
实例演示
接线说明
CAN
1、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 CAN-H 接 USB-CAN-FD 的 CAN1-H
2、CAN FD ETH RS232/RS485 Converter 的 CAN-L 接 USB-CAN-FD 的 CAN1-L
网线
CAN FD ETH RS232/RS485 Converter的网口接电脑的网口
USB_CANFD TOOL通信软件配置
- 打开测试软件“USB_CANFD TOOL.exe”，点击设备管理
- 点击索引旁边的“打开设备”，再点击USBCANFD- 200U旁边的启动
- 工作模式选择“正常”、CAN FD标准选“CAN FD ISO”，仲裁域波特率”1Mbps“，数据域波特率”5Mbps“，最后点“确定”
SSCOM软件配置
- 网络设置区选择TCPClient模式，远程IP地址输入192.168.0.7，此为模块默认的IP地址，本地IP地址选择192.168.0.200（根据具体情况选择），服务器端口号502，此为模块的TCP端口号，点击连接建立TCP连接。
接口收发通信测试
- USB_CANFD TOOL点击发送消息，发送数据 55 55 66 66 77 77 88 88，SSCOM软件勾选HEX十六进制接收数据55 55 66 66 77 77 88 88。
- SSCOM软件点击发送消息，发送数据 11 11 22 22 33 33 44 44，USB_CANFD TOOL勾选HEX十六进制接收数据 11 11 22 22 33 33 44 44。
转换模式使用说明
透明转换
- 透明转换方式下，接收到一侧总线的数据就立即转换发送至另一总线侧，不附加数据，也不对数据做任何修改。这样既实现了数据格式的交换又没有改变数据内容，对于两端的总线来说转换器如同透明的一样。
- 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。用户可以选择是否将帧信息和帧ID进行转换。
- 这种方式下不会增加用户通讯负担，而能够实时的将数据原样转换，能承担较大流量的数据的传输。
以太网/串口 转 CAN(FD)
- 以太网帧/串口 转 CAN 报文：串行帧的全部数据依序填充到 CAN 报文帧的数据域里。转换器一检测到串行总线上有数据后就立即接收并转换。帧信息（帧类型部分）和帧 ID 需预先配置。
- CAN模式：每帧数据最大 8 字节。
- CANFD模式：每帧数据最大 64 字节。注意：当数据长度超过 8 字节时，必须符合 CANFD 的 DLC 能编码的长度才能保证准确转换，即长度为 12、16、20、24、32、48、64，否则转换器会自动将拆分成合适长度的几个 CANFD 报文。
- 以太网/串口 转 CAN
- 以太网/串口 转 CAN FD
- 以太网/串口 转 CAN FD
CAN(FD)转以太网/串口
- 对于CAN总线的报文，同样是收到一帧CAN(FD)报文就立即转发一帧。
- 如果配置开启了使能帧信息，转换器工作时会将CAN(FD)报文的帧信息添加在串行帧的第一个字节。未选中时不转换CAN(FD)的帧信息。
- 如果配置开启了使能帧ID，转换器工作时会将CAN(FD)报文的帧ID添加在串行帧的帧数据之前，帧信息之后（如开启使能帧信息）
CAN转以太网数据（未开启使能帧信息/使能帧ID） CANFD转以太网数据（开启使能帧信息/使能帧ID）
- CAN 转 以太网/串口 （未开启使能帧信息/使能帧ID）
- CAN 转 以太网/串口 （未开启使能帧信息/使能帧ID）
- CAN FD 转 以太网/串口 （开启使能帧信息/使能帧ID）
- CAN FD 转 以太网/串口 （开启使能帧信息/使能帧ID）
转换示例
网口：
串口:
透明带 ID 转换
- 透明带标识转换是透明转换的特殊用法，也不附加协议。该方式能将以太网数据中的“地址”转换到 CAN(FD)报文的标识域中，其中帧 ID 在以太网/串口数据中的起始位置和长度均可配置。转换器在转换时会提取出这个帧 ID ，填充在 CAN(FD) 报文的帧 ID 域里，作为该以太网/串口数据转发时的 CAN(FD)报文的 ID。同样的，在 CAN 报文转换成以太网/串口数据的时候也把 CAN(FD)报文的 ID 转换在以太网/串口数据的相应位置。
- 在这种方式下，转换器能最大限度地适应用户的自定义协议。
- 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）是由上述的以太网/串口数据中的数据填充的。
以太网/串口 转CAN(FD)
- 配置CAN(FD)帧类型和以太网/串口数据中所带有CAN(FD)报文的“帧ID“的起始地址和长度。其中起始地址的范围是0～7；长度范围是标准帧：1～2、扩展帧：1～4。
- 转换时根据事先的配置将以太网/串口数据中的CAN(FD)报文“帧ID“，对应全部转换到CAN(FD)的帧ID域中。若配置的透明带ID长度少于CAN(FD)报文的帧类型的帧ID长度，则在CAN(FD)报文中帧ID的高字节补0。
- 对于CAN(FD)报文，收到一帧就立即转发一帧，每次转发的时候，根据事先配置的CAN(FD)帧ID在以太网/串口数据中的位置和长度，把接收到的CAN(FD)报文中的ID作相应的转换。其它数据依序转发。
- 注意：如果CAN(FD)帧ID长度大于设置的透明带ID长度，则只取低位字节转换到串行帧/以太网帧对应位置。举例：CAN帧ID为01020304,设置的透明带ID长度为2，则只将0304转换到串行/以太网帧中对应位置。
- 以太网/串口 转 CAN
- 以太网/串口 转 CAN
- 以太网/串口 转 CAN FD
- 以太网/串口 转 CAN FD
CAN(FD) 转 以太网/串口
- 对于CAN(FD)报文，收到一帧就立即转发一帧，每次转发的时候，根据事先配置的CAN(FD)帧ID在以太网/串口数据中的位置和长度，把接收到的CAN(FD)报文中的ID作相应的转换。其它数据依序转发。
- 注意：如果CAN(FD)帧ID长度大于设置的透明带ID长度，则只取低位字节转换到串行帧对应位置。举例：CAN帧ID为01020304,设置的透明带ID长度为2，则只将0304转换到串行帧中对应位置。
- CAN 转 以太网/串口
- CAN 转 以太网/串口
- CAN FD 转 以太网/串口
- CAN FD 转 以太网/串口
转换示例
网口：
串口:
标准协议转换
- 标准 CAN 帧格式，每个 CAN 帧包含 13 个字节，13 个字节内容包括 CAN 帧信息（1 字节）+ 帧 ID（4 字节） +数据帧（8 字节）。
- 标准 CANFD 帧格式，每个 CANFD 帧包含 69 个字节，69 个字节内容包括 CANFD 帧信息（1 字节）+ 帧 ID（4 字节） +数据帧（64字节）。
- 通过正确配置帧信息（第一个字节的数据），可以灵活地发出标准帧、扩展帧甚至远程帧。通过正确解析串行/以太网帧可以得到标准帧、扩展帧甚至远程帧的细节。
- 注意:
- （1）该转换模式下，配置软件的“CAN ID”、“帧类型”均无效，因为此时发送的帧 ID 由上述串行帧/以太网帧中的帧 ID 数据填充，帧类型由串行帧/以太网帧中的帧信息来决定。
- （2）该模式下，必须严格按照标准的串行数据格式才能转换成功。必须要确保帧信息无误，保留位要为零。CAN 帧固定长度为 13字节，CANFD 帧固定长度为 69 字节，不足必须补 0，否则不能传输。
标准CAN帧格式
帧信息：长度1字节，用于标识帧信息：帧类型、帧长度。
FF： 标准帧和扩展帧的标识位， 1 为扩展帧， 0 为标准帧。
RTR： 远程帧和数据帧的标识位， 1 为远程帧， 0 为数据帧，CANFD模式时只能为0。
EDL： CAN和CANFD标识，0为CAN，1为CANFD。
BRS：波特率切换使能标识，0 为不转换速率，1 为转换可变速率，仅 CANFD 时有效。CAN 时此位应该为 0。
DLC3~DLC0： 数据长度位，标识该CAN(FD)帧的数据长度。
帧ID：长度4字节；高位在前，低位在后。标准帧有效位是 11 位，扩展帧有效位是 29 位。
帧数据：CAN模式长度8字节，CANFD模式长度64字节，不足必须补00。
转换示例
网口：
串口:
Modbus 协议转换
Modbus 协议转换可以将标准的 Modbus 数据协议转换成特定的 CAN(FD)数据格式，此种转换一般要求 CAN(FD)总线设备报文可编辑。
在 CAN 侧，制定了一个简单易用的分段通讯格式来实现 Modbus 的通讯。转换器在其中扮演的角色仍然是协议验证和转发。支持 Modbus 协议的传输，而不是 Modbus 的主机或者从机，用户按照 Modbus 协议通讯即可。
注意：
（1）在该转换模式下，配置软件的“CAN 参数”项的“CAN ID”无效，因为此时发送的帧 ID 由 Modbus RTU 串行帧/Modbus TCP 以太网帧中的地址域填充。
帧格式
modbus帧格式：
网口：Modbus TCP协议、串口：Modbus RTU协议，所以用户帧符合此协议即可。
CAN帧：
CAN 侧设计了一套分段协议格式，其定义了一个分段以及重组的方法，如下所示。其中，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。
CAN模式下，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。
CANFD模式下，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63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，8 Bit），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），表示该段在该段在整个报文中的序号。如果是第几个段，那么计数器的值就是几。这样在接收时就能够验证是否有分段被遗失。
Modbus 转CAN(FD)
Modbus 协议的地址域转换成 CAN 报文中帧 ID 的 ID4（扩展帧）或 ID2（标准帧），在转换该帧的过程中标识不变。
CRC 校验字节不转换到 CAN 报文中， CAN 的报文中也不必带有串行帧的校验字节，因为 CAN 总线本身就有较好的校验机制。
转换的是 Modbus 的协议内容——功能码和数据域，转换时将它们依次转换在 CAN 报文帧的数据域（从第二个数据字节开始，第一个数据字节为分段协议使用）里。 由于 Modbus 帧的长度根据功能码的不同而不同，而 CAN 报文一帧只能传送 7 个数据，CANFD 报文一帧只能传送 63 个数据。 所以转换器会将较长的 Modbus 帧分段转换成 CAN 的报文后，用上述的 CAN 分段协议发出。用户在 CAN的节点上接收时取功能码和数据域处理即可。
CAN(FD)转Modbus
对于 CAN 总线的 Modbus 协议数据，无需做循环冗余校验（CRC16），转换器按照分段协议接收，接收完一帧解析后自动加上循环冗余校验（CRC16），转换成 Modbus 帧发送至串行总线。
注意：如果接收到的数据不符合分段协议，则将该组数据丢弃不予转换。
CAN:
CAN FD:
转换示例
网口：
串口:
自定义帧头帧尾转换
为了让用户方便使用 CAN-bus，将串行帧/以太网帧格式向 CAN 帧格式靠拢，在串行帧/以太网帧中规定了一帧的起始及结束，即“帧头”和“帧尾”，用户可自行配置。
以太网/串口 转CAN(FD)
串行帧格式必须符合规定的帧格式，否则不能正确传输。串行帧、以太网帧必须包含：帧头、数据长度、数据域、帧尾。帧头帧尾由客户自定义，1字节。
数据长度指数据域的字节长度。数据长度和帧尾数据必须匹配，才能正确传输，否则丢弃。例如：帧头配置为AA，帧尾配置FF。串行帧 AA03010204FF，则可正常传输。如果串行帧发送 AA0301020304FF，数据域 010203后为04而非帧尾FF，则丢弃该帧，不能传输。
如同透明转换，自定义协议转换中，CANID和CAN类型需要自行配置。帧头、帧尾、数据长度不转换到CAN帧中。
CAN:
CAN FD:
CAN(FD) 转 以太网/串口
CAN(FD)总线报文收到一帧即转发一帧，模块会将CAN报文数据域中的数据依次转换，同时会自动向串行帧/以太网帧添加帧头、帧长度、帧信息等数据，实际为串行帧/以太网帧转CAN报文的逆向形式。
CAN:
CAN FD:
转换示例
网口：
串口:
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