GCAN305 硬件设计指导V101.docx

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GCAN305硬件设计指导V101

GCAN-305

CANopen协议转换模块

硬件设计指导

文档版本：

V1.01（2015/08/20）

修订历史

版本

日期

原因

V1.00

2015/05/22

创建文档

V1.01

2015/08/20

修正设备工作参数

目录

目录3

1.功能简介4

1.1功能概述4

1.2性能特点4

1.3典型应用4

2.电器参数5

3.典型应用6

3.1硬件典型应用6

3.2系统设计7

3.3GCAN-305与用户CPU连接7

3.4节点地址和波特率设置8

3.5指示灯与CAN接口8

3.6软件典型设计9

3.7典型应用网络9

4.机械尺寸10

5.销售于服务12

1.功能简介

1.1功能概述

GCAN-305是一款CANopen从站协议转换模块，其内部已经集成了CANopen从站协议栈代码，不需要进行二次开发。

协议栈遵循CANopen协议描述文档DS301、DS303以及DS305标准。

在默认情况下，CANopen从站启用预定义连接报文。

GCAN-305从站具有高实时性，并可以支持多达12个RPDO和TPDO过程数据传输，适用于各种干扰强、实时性要求高的工业场合，小巧的体积（DIP24封装：

宽20.4m，长3.2cm）适用于嵌入到各种电路板中。

另外GCAN-305提供两个UART接口，一个通信UART接口（通信波特率为1200～115200bps），一个调试UART接口（固定波特率为115200bps）

1.2性能特点

u网络管理服务对象（NMT：

Bootup，NodeGuarding/Lifeguarding，HeartbeatProducer）；

u过程数据对象（TPDO与RPDO）；

u服务数据对象（SDO服务器/SSDO）；

u紧急报文对象（Emergency）；

u同步报文对象（Sync）；

u网络配置对象（LSS从站）；

u串口通信能力（UART,1200～115200bps）；

u96字节的输入输出数据缓冲（I/O）；

u一路CAN总线，支持5Kbps～1Mbps的波特率；

u小体积，20.4mm×32mm×11mm（宽×长×高），DIP24封装。

1.3典型应用

自动控制、仪器仪表、车辆运输、工业控制、电梯网络、设备制造、智能建筑、农业机械、卫生保健、邮政通讯、商业通讯、娱乐设施等行业。

2.电器参数

（1）静态参数

表1为GCAN-305静态参数表，均在室温下测试

（2）动态参数

（3）响应时间参数

注：

响应时间未把数据的传输时间计算在内。

定时循环时间误差小于1ms。

3.典型应用

3.1硬件典型应用

上图所示GCAN-305应用简图和内部结构示意图。

GCAN-305模块可使用DIP开关来设置设备的节点号（NodeID）和CAN通信波特率，在特殊情况下也可以不使用DIP开关来设置，可通过用户UART接口或CANopen层设置功能（LSS）来设置该模块的节点号和CAN通信波特率。

用户CPU通过UART（TTL电平）与GCAN-305进行通信，通过该接口用户可以方便的获取或设置GCAN-305的输入输出数据，实现应用数据与CANopen主站设备的交换。

由于GCAN-305模块中未集成有CAN收发器，因此需要外接CAN收发器，这里我们建议采用PCA82C251隔离收发器，这样可保证CAN通信的稳定可靠，也实现了整个系统与CAN总线的电气隔离。

其中Uart0为GCAN-305的调试输出和程序升级接口，在产品调试阶段建议引出该串口，方便用户调试自己的程序，在产品稳定性得到保证的情况下可以不用引出该串口。

3.2系统设计

上图所示为GCAN-305电源设计，输入电压需在5V左右至少能提供70mA的电流。

其中JP1为GCAN-305升级选择引脚，当其与地（GND）短接，复位或重新上电之后GCAN-305处于升级固件模式，此时可以通过串口0（UART0）进行升级。

GCAN-305在正常工作状态下，/ISP-EN管脚应该悬空或处于高电平状态。

3.3GCAN-305与用户CPU连接

上图所示为GCAN-305与用户CPU进行连接原理图。

注意GCAN-305的发送引脚与用户CPU的接收引脚连接，接收引脚与发送引脚连接，同时还要与用户CPU共地，否则不能成功地进行通信。

GCAN-305提供手动复位控制引脚，该引脚可以通过用户CPUI/O来进行控制或通过按键手动，根据实际的需要可以灵活提供复位方式，当然也可不提供复位信号（GCAN-305内部已经集成复位电路）。

同时GCAN-305接收到PDO数据时，会产生一个中断信号，即中断引脚从高电平跳变到低电平，当通过串口读取了数据之后，中断引脚自动变为高电平（即空闲状态）。

注意：

如果用户不需要手动复位GCAN-305，则GCAN-305的复位引脚必须接一个上拉电阻到Vcc。

3.4节点地址和波特率设置

上图所示为GCAN-305外接DIP开关对模块进行波特率和节点地址的设置，在用户连接了外接DIP开关且设定值有效的情况下，GCAN-305优先使用这些设定值。

如果用户不需要机械的DIP来设置，则应把波特率设定的输入端口全部置为高电平

（1），节点地址的输入电平全部设定为低电平（0），此时波特率设定及节点地址设定值无效。

3.5指示灯与CAN接口

上图所示为CAN接口与状态指示灯LED与GCAN-305的连接，这里需要注意的是状态指示灯是高电平驱动，即高电平时LED状态为点亮状态；CAN接口与PCA82C251的连接不能交叉进行连接。

3.6软件典型设计

下图所示为操作GCAN-305典型软件流程图。

首先，用户需要对GCAN-305模块进行相应的初始化操作，例如写入用户设备信息（必需）、节点地址（可选）和波特率（可选）等操作。

其次，只有在GCAN-305处于操作状态时，与GCAN-305进行的数据交换才有效。

为了方便用户快速的使用GCAN-305，致远电子提供了UART通信协议源代码，用户可直接在常用的单片机上使用，也可以稍作修改在特殊的处理器上使用。

3.7典型应用网络

上图所示为GCAN-305在CANopen网络中的典型应用，其中利用GCAN-305实现电机控制板、灯光I/O控制和传感器通信，通过CANopen主站可实现对它们的控制。

4.机械尺寸

下图所示为GCAN-305系列模块的管脚尺寸图（长×宽×高，32×20.4×11mm），单位：

毫米（mm）。

引脚定义如下表