rs232是pc機與通信應用中應用最廣泛的一種串行接口；rs485半雙工異步通信總線是在分布系統設計中廣泛使用的數據通信總線；而can總線是一種可用于遠程通信控制的、雙向、多主方式的串行現場總線，特別適合于工業設備測控單元的互聯。針對上述幾種比較通用的串行總線，實現總線之間協議轉換的適配器很多，如rs232與rs485之間、rs232與can之間、rs485與can之間的協議轉換器等。本文設計了一種可用于can總線、rs232、rs485等三種總線之間的轉換器，為多種異型總線之間的互聯提供了一種有效的解決方案。

總線轉換器的功能

如圖1所示的總線轉換器的功能框圖，總線轉換器包括了三種通信網絡接口，分別為rs232、rs485和can總線接口，能夠完成以下幾種功能：

（2）rs232與can之間的通信轉換：帶有rs232接口的pc操作站、智能網絡節點可以通過該總線轉換器的can接口接入到由其構成的can網絡，實現rs232站點與can總線網絡之間的數據通信。

（3）rs485與can之間的通信轉換：通過該總線轉換器，rs485網絡可以實現與can網絡之間的連接，完成網絡之間數據通信。

總線轉換器硬件設計

總 線轉換器的硬件原理圖如圖2所示。它主要由tms320lf2407a（cpu）及can總線接口、rs485接口、rs232接口和電源等幾個部分組成。

tms320lf2407a的串行通信接口（sci）模塊是一個標準的通用異步接收/發送（uart）可編程串行通信接口。通過sci接口，我們采用了max3485實現ttl與rs485電平之間的轉換。max3485工作于半雙工方式下，將tms320lf2407a的iopf6引腳同時控制max3485的de和/re引腳，可實現發送和接收兩種控制狀態的轉換。

由 于tms320lf2407a只帶有一個sci接口，所以需擴展一個uart接口來實現rs232接口功能。由于總線轉換器的通信實時性要求較高，我們采用了擴展異步通信芯片的方法來實現擴展uart接口。異 步通信芯片tl16c550c可實現如下功能：在接收到外部器件或modem的數據時，完成串行到并行的轉換；在接收到cpu的數據時，完成并行到串行的變換，并進行串行發送。所以在tl16c550c的輸出口外接一個rs232電平轉換芯片max3232，即可實現rs232接口的擴展。當其xin、xout端外接1.8342mhz晶振時 ，將波特率因子寄存器設置為03h，dsp即可實現以38400bps的波特率與 rs232設備通信。同時將tl16c550c的/rxrdy和/txrdy接入dsp的兩個外 部中斷，使rs232通信工作于中斷方式，這樣可有效保證通信的實時性。

總線轉換器軟件設計

總線轉換器主要實現rs232、rs485和can總線之間的數據轉換與傳送。rs232和rs485只定義了物理層協議；而can的協議規范定義了其物理層和數據鏈路層。因此本設計中的重點是要定義和實現rs232、rs485和can總線之間的協議轉換。

通信協議

（1）can通信協議：由于can總線數據傳輸時每幀最多8個字節，所以當can通信時傳輸數據大于8時，必須將數據打包傳送。其命令幀和應答幀傳輸格式定義分別如圖3（a）和（b）所示。

rs232與rs485的命令幀和應答幀的數據格式分別如圖4（a）和（b）所示。

在上述協議格式中，源地址和目的地址定義相同，采用2個字節來實現地址劃分，其定義如下：字節1用來區分can網絡中設備號，而字節2代表總線轉換器下的rs485網絡中的設備地址（其中0ffh除外，若字節2為0ffh，則代表該總線轉換器下的rs232設備）。
在協議格式中，命令包含兩種：01h代表發送數據至其他設備，02h代表請求其他設備發送數據。應答狀態包含兩種：15h代表命令執行成功，19h代表命令執行失敗。

通信軟件流程設計

軟件設計采用模塊化設計，按照系統功能可劃分為：初始化部分、rs485接口對應的輪詢程序和485設備請求發送子程序、rs232接口對應的中斷服務程序、can接口對應的中斷服務程序、rs232、rs485和can接口分別對應的數據打包和處理程序以及故障處理程序等。下面就幾個關鍵部分加以敘述。

（1）總線轉換器的初始化部分

總線轉換器的初始化主要包括rs232、rs485和can接口及發送、接收緩沖區的相關參數設置。

對 于rs232接口，dsp需將兩個外部中斷xint1、xint2的優先級設置為高優先級模式；并設置tl16c550c的波特率因子寄存器。

對于rs485接口，將sci模塊設置為多處理器通訊模式；設置串行接口通信寄存器sciccr為地址位通訊數據格式，設置串行通信接口控制寄存器為禁止sci口發送和接收中斷，以及設置串行通信接口波特率選擇寄存器等。

對于can接口，主要包括配置位定時器從而設置通訊波特率和郵箱的初始化，其中將郵箱4設置為發送郵箱，郵箱1設置為接收郵箱。can郵箱中斷設置為低優先級模式。這樣總線轉換器在輪詢485從設備時，優先響應來自rs232接口的控制命令，其次是響應來自can接口的控制命令。

（2）rs485接口對應的輪詢程序和rs485設備請求發送子程序

如圖5所示，我們將總線轉換器設計為rs485網絡上的主設備，而掛在該接口上的其他rs485設備均為從設備。這樣485網絡上的通訊任務均由總線轉換器發起，通過總線轉換器不斷輪詢485網絡上的從設備，從而獲得從設備的狀態或信息。若從設備工作正常且不主動請求發送信息，則該從設備返回一個運行正常信息給總線轉換器。這時總線轉換器可以修改輪詢設備號，實現下一個從設備的輪詢。若從設備需要主動請求發送信息，則總線轉換器調用485設備請求發送子程序。對于rs485設備請求發送子程序設計的關鍵是要進行目的地址的判斷。若目的地址不是位于本總線轉換器內部 ，則需將數據打包處理后通過can接口發送出去；若目的地址位于本總線轉換器內，則將數據打包處理后通過485接口或232接口發送出去。限于篇幅，不再詳述。

rs232接口通常可以外接pc操作站、智能網絡節點等，因此將來自rs232接口的控制命令產生的中斷設置為高優先級。rs232接口對應的中斷服務子程序如圖6所示，當有來自pc操作站、智能網絡節點的rs232接口的控制命令時，總線轉換器將停止輪詢rs485從設備，并產生接收中斷，響應該命令。總線轉換器首先判斷目的地址，若目的地址不在本總線轉換器內部，則總線轉換器將命令地址打包處理后發送至can接口；然后根據命令字將數據信息發送至can接口或等待來自can接口的數據。若目的地址位于本總線轉換器內，則總線轉換器將命令地址發送至rs485接口；然后根據命令字將數據信息發送至rs485接口或等待來自rs485接口的數據。最后總線轉換器將應答或數據信息送至rs232接口。

（4）can接口對應的中斷服務子程序

can接口對應的中斷服務子程序與rs232接口對應的中斷服務子程序基本類似，限于篇幅，不再詳述。