广州周立功单片机发展有限公司
2005年8月
目录
构建CAN-bus网络中的虚拟串口 (1)
1.1 基于CAN-bus网络的虚拟串口 (1)
1.1.1 虚拟串口特点 (1)
1.1.2 支持平台： (1)
1.2 虚拟串口的建立 (2)
1.2.1 主要硬件设备 (3)
1.3 虚拟串口服务器的配置 (4)
1.4 CAN232MB转换器的配置 (8)
1.5 虚拟串口网络的测试 (8)
1.6 CAN-bus网络的优势 (11)
构建CAN-bus网络中的虚拟串口
关键词：CAN-bus 虚拟串口VCOM CAN232MB转换器 PCI-9820接口卡
1.1 基于CAN-bus网络的虚拟串口
在工业串行通讯领域中，RS-232与RS-485都是会被经常用到的数据传输标准之一。例如，普通PC一般会提供1~4个标准RS-232端口，分别被标注为COM1~COM4端口。用户可以通过这些现成的RS-232端口连接外部设备，比如键盘、IC读卡器、条码阅读器、数字化仪、打印机、数据记录仪，或者由用户自己定制的串行通讯仪器，等等。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讯测试，也有功能齐全的DLL程序开发库可供编程时调用。 但是，传统RS-232串行通讯存在着数据可靠性、通讯距离、端口数量等多个方面的限制。例如，在工业控制等现场环境中，常会有电气噪声干扰传输线路，使用RS-232通讯时经常因外界的电气干扰而导
致信号传输错误；其次，在不增加缓冲器的情况下，RS-232通讯的最大传输距离只可以达到15米；还有，同1个RS-232端口只能够连接1个RS-232通讯设备。上述因素大大限制了RS-232通讯的应用领域。
本文介绍了一种简单、可靠的方法，通过利用ZLGCAN接口卡、CAN232MB转换器等设备，可以在1条普通双绞线上连接多达2048个RS-232设备，通讯距离可以长达10公里甚至更远的距离。
下面，先介绍实现远程RS-232通讯的设备驱动软件：虚拟串口服务器，即VCOM服务器。虚拟串口服务器是一款专用的配置工具；运行此服务器软件，即可以在同一台PC上安装一个或多个虚拟串口，虚拟串口的数目可以多达2048个。这些虚拟串口可以同真实串口执行完全一致的操作；实际上，通过普通双绞线构成的CAN-bus网络，在这些虚拟串口上通讯的数据被快速映射到CAN-bus网络中远端CAN232MB转换器的RS-232通讯端口。这样，在同一CAN-bus网络中连接n个CAN232MB转换器，即可以映射成本地的n个远程虚拟串口。通过软件的无缝衔接，远程虚拟串口和本地串口在操作上并不存在任何差异。例如，将一些设备的串口程序升级到通过远程虚拟串口来实现时，升级软件可以不作任何修改，只需在打开串口时设定所操作的远程虚拟串口号，就可以实现正常的串行数据通讯。 1.1.1 虚拟串口特点
可在同一PC上添加多达2048个虚拟串口。
可以动态添加设备映射到任意已安装的虚拟串口上，也可以动态删除映射到任意虚拟串口上的设备。
可保存当前配置到文件。
可设置虚拟串口服务器的启动条件（比如开机自启动），也可以设置启动服务器时的默认配置。
1.1.2 支持平台：
Microsoft Windows 2000
甘蔗去皮机
Microsoft Windows XP
Microsoft Windows 2003
1.2 虚拟串口的建立
下面以一个提供8个串口的虚拟串口网络实例为原型，说明如何在同一台PC建立多个虚拟串口，并且提供了虚拟串口测试网络的实现方法。如需要建立更多数目的虚拟串口，可以参考建立上述网络的方法，步骤基本一致；只需要在CAN-bus网络中增加CAN232MB转换器的数目，并通过软件适当配置参数即可以工作。
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硬件设备配置：
PC微机(其中有1台供测试用) 2台
CAN232MB智能协议转换器8个
PCI-9810/9820/9840接口卡或USBCAN-II接口卡1块
MOXA CP-168U 8路串口卡(供测试用) 1块
软件配置：
虚拟串口服务器（VCOM for CAN） 1.01版
串口调试软件（如：超级终端、串行调试助手等）1套
虚拟串口服务器可以在安装PCI-9810/9820/9840接口卡的PC上添加多达2048个远程虚拟串口。
同一台PC上可安装多块CAN接口卡。无论安装有多少块CAN卡，虚拟串口服务器都会把它们统一管理起来。不同的CAN接口卡以及同一块CAN接口卡上的不同CAN通道将共同分享0~2048的CAN ID号。每一个ID号对应一个串口号，这样CAN-bus网络中的任一个CAN232MB转换器就对应着PC上的
一个虚拟串口。
例如，当前PC上安装了一个虚拟串口，名称为COM33。用户向COM33端口写入的数据将直接送到CAN-bus网络中，由一个ID设置为33值的CAN232MB转换器接收，并在其RS-232端口输出；同理，连接到ID设置为33值的CAN232MB转换器的用户RS-232设备所发出的数据，将通过CAN-bus网络送到PC机，保存在PC上虚拟串口COM33的数据缓冲区内。当用户读取COM33数据的时候，虚拟串口服务器就把这些数据返回给用户。
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VCOM3VCOM4VCOM5VCOM6VCOM7VCOM8VCOM9VCOM10
RS232
上图所示的CAN-bus网络中连接有8个CAN232MB转换器，每个CAN232MB转换器的串口都被映射成第1台工作PC的1个虚拟串口，共8个虚拟串口；每个串口都和MOXA 多串口卡(型号：CP-168U 8路多串口卡)的其中一个串口相连，用于提供各个串口数据的测试与验证。同时，第1台工作PC安装有1个PCI-9840接口卡，连接在CAN-bus网络中；用户也可以连接其他型号的CAN接口卡，同样可以实现这
一个虚拟串口的网络实例。
1.2.1 主要硬件设备
CAN232MB智能协议转换器采用表面安装工艺，板上自带光电隔离模块，实现完全电气隔离的CAN通讯电路，具有很强的电气抗干扰能力，可防雷击，大大提高了系统在恶劣环境中使用的可靠性。这2个型号的协议转换器都可以工作在工业级的环境温度(-20℃～+85℃)中，且支持防水、防尘、防雷击处理工艺；自带安装导轨，适合于多种安装方式。
PCI-9840四路高速CAN接口卡是具有高性能价格比的CAN 总线通讯接口卡，该产品采用标准PCI 接口，能让计算机方便的连接到CAN 总线上，实现CAN2.0B 协议（兼容CAN 2.0A）的连接通讯。PCI-9840 高速CAN接口卡集成有4通道逻辑独立CAN-bus通讯接口，使得在开发应用中更显方便和灵活；每一个通道都有光电隔离，保护计算机机避免地环流的损坏，增强系统在恶劣环境中使用的可靠性；接口卡采用WDM 驱动程序，支持Linux、WIN98、WIN2000 和WinXP 操作系统，支持同一PC安装多个设备；同时提供多种开发语言接口例程，方便用户进行二次开发。合理的软硬件设计使得PCI-9840接口卡成为稳定、可靠的CAN 接口设备！
CAN232MB智能协议转换器性能和技术指标
支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，符合ISO/DIS 11898规范；
支持1路CAN控制器，波特率在5Kbps～1Mbps之间可选；
支持1路RS-232接口，波特率在1200bps～115200bps之间可选；
CAN-bus接口采用光电隔离、DC/DC电源隔离，隔离模块绝缘电压：1000Vrms；
最高帧流量：300帧/秒（每帧8字节数据）；
工作温度：-20℃～ +85℃；
安装方式：可选标准DIN导轨安装或简单固定方式；
物理尺寸：100mm*70mm*25mm（不计算导轨安装架高度）。
PCI-9840四路高速CAN接口卡性能和技术指标
计算机接口： 32位33M PCI 数据总线，即插即用；
CAN控制器： PHILIPS SJA1000；
CAN收发器： PHILIPS PCA82C251T；
数据传送速率： CAN控制器数据传送速率可编程，最高达1Mbps；
用电监控
CAN 通讯接口： DB9 针型插座，符合DeviceNET 和CANopen 标准；
光电隔离耐压： 1000 Vrms；
CAN协议： CAN 2.0B规范（兼容CAN 2.0A）；
最高帧流量：单通道4500 帧/秒；
数据缓冲区大小：软件发送缓冲大小16 帧，软件接收缓冲大小100000 帧；
温度：0℃～70℃；
物理尺寸：标准PCI 短卡（130mm * 90mm）；
备注：广州周立功公司提供更多型号的CAN-bus接口卡/转换器设备供灵活选择。
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