各位工程师是否遇到需要使用到 CAN 通信但缺少 CAN 接口的情况？最简便的方案是采用 UART 转 CAN 通讯。ZLG 致远电子针对此应用 CSM100 系列模块解决方案，这款模块将极大的简化了开发流程，实现的方式是怎样的？本文为你详解。
 
一个嵌入式或者 X86 的工业控制板上，一般都会提供 CAN、UART、以太网、USB、SPI、I2C 等通讯接口，但是由于处理器的限制以及满足通用性需求，很多厂家只能均衡的去分配这些接口，比如致远电子旗下的部分工控核心板的接口就如下图所示：
 
 
可以看到通用型核心板一般提供的 CAN-bus 为 2 路，2 路 CAN-bus 可以有效的保证通用需求，但是在一些特殊的情况，应用中需求变成了 4 路甚至 5 路 CAN 的需求。这种情况下传统的板子的 CAN 接口资源就不够用了该怎么办呢？
 
致远电子推出的一款 UART 转 CAN 隔离模块——CSM100 系列协议转换模块，其体积小巧，应用简单，品质可靠。该系列模块采用标准 24 引脚 DIP 封装，适用于大部分工业板级应用。在一些需要使用到 CAN 通信但缺少 CAN 接口的应用下，使用 CSM100 可以以最小的硬件更改，利用通用 UART 接口快速地实现 CAN 总线通信，节省软硬件开发成本，缩短开发周期。本文将对 CSM100 系列模块做一个简单的介绍，让你以最少时间玩转 CSM100 系列 UART 转 CAN 模块。
 
产品引脚定义
 
这里以 CSM100-L 为例，产品引脚定义如下图 1、表 1，系列其他型号定义基本一致。
 
图 1  引脚定义图
 
表 1  引脚定义
 
配置
 
在测试使用之前，CSM100 系列产品需要先进行配置，以满足实际的应用需求。可配置的参数有转换方式、UART 速率、CAN 速率等。配置方式有两种：上位机配置方式、MCU 配置方式。
 
1. 上位机配置方式
 
准备的工具：
 
电脑一台；
 
串口线一根；
 
CSM-Eval 评估板一块；
 
CSM100-L 模块一片（其他型号均可）；
 
CSM300CFG 软件；
 
电源适配器一个。
 
准备好以上所需工具后，即可对产品进行配置，具体步骤如下：
 
（1）将电源适配器（9~12V）连接至评估板电源接口；
 
（2）通过串口线（或 USB 转串口线）连接评估板与计算机 COM 口（或 USB 口）；
 
图 2  步骤（1）～（2）示意图
 
（3）短接 UART 跳线；
 
（4）根据产品型号选择产品工作电压；
 
（5）放置需要配置的模块；
 
（6）配置开关（CFG）选择 0（使能配置），模式选择（MODE）固定选择 0，BOOT 固定选择 1；
 
（7）按下电源开关；
 
（8）按下复位键，复位产品，产品将进入 UART 配置模式；
 
图 3  步骤（3）～（8）示意图
 
（9）打开计算机上位机配置软件 CSM300CFG，产品选择 CSM100；
 
（10）选择与评估板连接的计算机 COM 串口号；
 
（11）点击“连接设备”按钮；
 
（12）连接成功后，设置需要配置的参数；
 
图 4  步骤（9）～（12）示意图
 
（13）参数设置完成，点击“写配置”按钮，软件提示“写配置成功！”；
 
图 5  配置成功
 
（14）断开设备，配置开关（CFG）选择 1（正常工作模式）；
 
（15）按下复位键，复位产品，产品将进入正常工作模式。
 
图 6  步骤（14）～（15）

 

 
2. MCU 配置方式
 
在实际产品中，可能需要不时更改 CSM100 的配置，此时，设计阶段即考虑增加通过 MCU 配置的功能，会使后续配置更改更加便捷。
实现 MCU 配置，硬件上需要符合图 7 所示连接。
 
图 7  可实现 MCU 配置的典型连接
 
使用 MCU 配置时模块 UART 接口波特率固定为 9600bps。
 
CFG 脚为输入引脚，其输入电平定义如表 2 所示。
 
表 2  CFG 脚电平定义
 
设置好 CFG 脚电平后，给 RST 脚一个低电平脉冲信号让模块复位即可进入相应模式。
 
对 CSM100 进行写入配置时，CSM 相应引脚时序应满足图 8 要求。
 
 
图 8  配置时序
 
写配置命令可以通过 CSM300CFG 软件获取。通过软件界面选择好需要的配置参数后，软件下方会显示出相应的命令帧数据，勾选代码模式即可获取相应的配置命令帧代码。发送配置命令后，模块会返回响应帧，如为 0xF7 0xF8 0x01 0x13 0x1D 则表示配置写入成功。
写入配置成功后，CFG 引脚置 1，RST 复位，模块即可进入正常工作模式。
 
测试
 
CSM100 配置完成后，即可对其进行简单的通信测试。通讯测试可准备以下工具：
 
电脑一台；
 
USBCAN 一台；
 
CSM-Eval 评估板一块；
 
CSM100 模块一块；
 
CANTest、SSCOM 软件；
 
串口线及 USB 线等。
 
假设模块型号为 CSM100T，参数配置为：自定义协议转换、双向、帧头 40、帧尾 1A、串口波特率 9600bps、CAN 波特率 125kbps、滤波器不使能，其他默认。如图 9 进行硬件连接。
 
 
图 9  通讯测试连接图
 
打开 CANTest 测试软件，选择 USBCAN2 设备，CAN 波特率 125kbps，数据发送选择参数：标准帧、帧 ID 00 00、数据 00 01 02 03 04 05 06 07、单次发送 10 帧，如图 10。
 
图 10  USBCAN 设备软件界面
 
打开 SSCOM 串口通讯软件，选择对应串口，设置波特率 9600、数据位 8、停止位 1。打开串口后由 USBCAN 软件发送数据，则串口界面收到数据如图 11 所示。若要通过串口向 USBCAN 设备发送数据，同样可在字符串输入框内输入要发送的数据，前提是必须满足格式要求，否则模块将不能转换。
 
图 11  串口接收数据
 
通过以上测试方式进行详细测试后，如满足设计需求则可应用于实际产品中去。
 
注意事项
 
模块在“配置模式”和“正常工作”切换后应使模块复位，否则模块还处于原来的工作状态；
 
配置时，UART 的波特率为 9600bps，无法更改；
 
CSM100、CSM100-L、CSM100V33 仅支持透明转换及透明带标识转换；
 
CSM100T、CSM100TL 仅支持自定义转换；
 
产品不支持热插拔；
 
未使用引脚请悬空处理；
 
产品为 ESD 敏感器件，请做好防静电措施；
 
产品供电电压切勿超过允许范围，以免损坏产品。