串口轉換CAN詳解：透明帶標識轉換篇
1 . 適用場景
串口轉CAN模塊在什么時候需要用到呢？一是老產品面臨升級，需要用到CAN總線通信，但硬件平臺中的MCU沒有集成CAN總線的控制器。二是選用的MCU已經包含CAN總線接口，但數量上不能滿足項目需求。若出現類似以上兩種情況且MCU有閑置串口，則可以選用串口轉CAN模塊解決。
圖1 應用行業
2 . 使用方法
該類模塊可以很方便地嵌入到具有UART接口的設備中，在不需改變原有硬件結構的前提下使設備獲得CAN-bus通訊接口，實現具有UART設備和CAN-bus網絡之間的數據通訊。工業級的轉換模塊內部還包括實現帶隔離的CAN和UART轉換所必須的模擬和數字器件、光電耦合器、DC/DC變換器、CAN-bus接口等。
圖2 產品架構
3 .格式說明
CSM100系列模塊提供3種協議轉換方式：透明轉換、透明帶標識轉換、自定義協議轉換。上篇文章已介紹過透明轉換模式的轉換方法，本文將以CSM100系列的模塊簡述模塊的透明帶標識轉換格式。
該轉換模式串行幀中的“幀ID”自動轉換成CAN報文中的幀ID。只要在配置中告訴模塊該“幀ID”的地址編號在串行幀的起始位置和長度，模塊在轉換時提取出這個“幀ID”填充在CAN報文的幀ID域里，作為該串行幀轉發時的CAN報文的幀ID。在CAN報文轉換成串行幀的時候也把CAN報文幀ID轉換在串行幀的相應位置。
圖3 轉換方式
對比“透明轉換”模式和“透明帶標識”模式不難發現它們之間的區別：CAN ID信息來自串口流數據中還是來自模塊本身的配置信息中。由于“透明轉換”模式下的CAN ID來自模塊配置信息，配置信息由上位機軟件提供，因此對于使用此模式的節點來說發送的幀ID是固定的。而“透明帶標識”模式下不同，它可以一個節點發送多個幀ID 的CAN幀。
4 .轉換形式
串行幀的最大緩沖區長度為255個字節，且處于該模式時串行接收設置有超時時間，即在一定時間內收不到串口數據則默認打包為一幀發送。因此，在透明帶標識轉換模式下，必須保證模塊取得完整的串行數據幀，否則會造成分包錯誤。
圖4 分包方式
透明帶標識轉換模式下，串行幀轉為CAN報文時的形式如圖5。需要注意的是，串行幀中所帶有的CAN報文“幀ID”在串行幀中的起始地址和長度可由配置設定。起始地址的范圍是0～7，長度范圍分別是1～2（標準幀）或1～4（擴展幀）。如果在配置中指定幀類型為標準幀，幀ID信息起始地址為3長度為1，則幀ID的有效位只有8位。地址3中的CAN ID1作為標準幀ID的高8位，其余位全部補0。
圖5 串行幀到CAN幀
透明帶標識轉換模式下， CAN報文轉為串行幀時的形式如圖6。若同樣配置CAN幀信息為標準幀，幀ID信息為起始3長度1，則轉換時將丟失ID0的數據。此時CAN幀中的數據能正常被接收，但必然缺失幀ID信息（ID0本身不全為0時）。為了正常轉換標準幀的幀ID信息，下圖的轉換情景必須將幀ID信息中的幀長度設置為2。
圖6 CAN幀到串行幀
4 .轉換示例
假設CAN報文“幀ID”在串行幀中的起始地址是2，長度是3（擴展幀情況下），串行幀發送的數據分別為0x00，0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08，0x09，0x0a，0x0b，0x0c，0x0d，0x0e，0x0f，則轉換結果如圖7。
圖7 示例1
若配置起始地址是2，長度是3（擴展幀情況下），CAN報文的幀ID為0x00123456，數據為0x55，0x55，0x55，0x55，0x55，0x55則轉換結果如圖8。
圖8 示例2
4 .總結
以上為串口轉CAN“透明帶標識”模式下的的轉換方式，該模式特點是可以靈活設定一個節點發送的CAN幀ID信息。筆者將介紹透明轉換、透明帶標識轉換、自定義協議轉換以及moudbus轉換的內容，歡迎關注往期及后期文章。
