[实用新型]一种基于CAN总线的多串口卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多串口卡，特别是涉及一种基于CAN总线设备与串口设备之间通信的多串口卡。

背景技术

目前，在工业串行通信领域中大多采用RS-232串口总线通信方式，PC机一般会提供1-4个标准RS-232端口，分别被标注为COM1-COM4端口。同时操作或编程这些标准的COM端口也是非常方便的，因为市场上有众多的串口软件调试工具可供通信测试，也有功能齐全的DLL程序开发库可供编程时调用。但随着科技的发展，串口总线的总线效率低、系统实时性差、通信可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想(在不增加缓冲器的情况下，RS-232通信的最大传输距离只可以达到15米)、单总线可挂接节点少(同1个RS-232端口只能够连接1个RS-232通信设备)、应用不灵活等缺点慢慢地暴露出来，上述因素大大限制了RS-232通信的应用领域。而且在金融行业使用串口通信出现布线复杂、成本高、可靠性低等问题也相当明显。

虽然采用CAN总线的虚拟串口方式已有应用，能解决串口传输距离和多串口应用问题，但是它采用的是CAN转换器的原理，需要在每台串口设备处安装一个CAN转换器，大大增加了串口通信的网络建设成本。而且目前在金融领域未发现使用CAN总线进行多机通信。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于CAN总线的多串口卡。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种基于CAN总线的多串口卡，包括：主控制单元、多串口扩展芯片、CAN控制器单元、光电隔离电路、CAN收发器单元、四个串口单元，主控制单元通过多串口扩展芯片与四个串口单元连接，并依次通过CAN控制器单元、光电隔离电路与CAN收发器单元连接。

所述的主控制单元可以是一单片机，是基于CAN总线的分布式多串口卡的核心部分，用于CAN总线和串口之间通信协议的相互转换，及传输率的控制。

所述的CAN收发器单元为CAN总线的物理层专用接口电路，是基于CAN总线的分布式多串口卡与CAN总线的接口。

所述的光电隔离电路由光电耦合器和外围电路组成，用于CAN总线上的数据电平不受电路TTL电平的影响，实现了主控制单元与CAN通信网络之间的电气隔离。

所述的四个串口单元分别由串口芯片及其外围电路组成，用于跟外部设备的连接。

本实用新型的一种基于CAN总线的多串口卡具有以下有益效果：

1、基于CAN总线的多串口，实现了在CAN总线上构建串口网络的方式，大大提高了串口的传输距离，通信距离可以长达10公里，甚至更长。

2、在串口紧缺情况下，基于CAN总线的多串口卡可当作普通多串口卡应用，虽采用CAN总线进行数据通信，但在主机串口方面看上去，其它对于通过CAN总线连接的通信串口仍可视为本地串口，即CAN总线实现了串口虚拟化。

3、使用基于CAN总线多串口卡改变了原先1个RS-232端口只能够连接1个RS-232通信设备的情况，在CAN总线上最多可挂接2048个串口，大大增加了使用效率。

4、特别是在串口设备放置距离较近的情况下，采用基于CAN总线的多串口卡应用中，无需给每台串口设备配置串口转换器，大大降低了串口通信的网络建设成本。

5、光电隔离电路的应用，实现了主控制单元与CAN通信网络之间的电气隔离。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的原理框图。

图2是本实用新型一种实施例的原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

参考图1，一种基于CAN总线的多串口卡，包括：主控制单元、多串口扩展芯片、CAN控制器单元、光电隔离电路、CAN收发器单元、四个串口单元，主控制单元通过多串口扩展芯片与四个串口单元连接，并依次通过CAN控制器单元、光电隔离电路与CAN收发器单元连接。

主控制单元选用一单片机，型号为STC89C58RD+，用于CAN总线和串口之间通信协议的相互转换，及传输率的控制，主控制单元通过控制多串口扩展芯片实现4个串口与CAN总线之间进行双向数据传输，并可根据CAN总线上的指令，控制各个串口的数据格式和波特率。