CN102202058B - 多路uart总线与can总线之间协议转换控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多路
UART
总线与
CAN
总线之间协议转换控制器，包括
UART
模块、
CAN
模块、用于协调
UART
模块与
CAN
模块之间的通信控制信号及数据的管理单元、双向输送的逻辑控制单元。
UART
模块中包括将串行数据转换成并行数据的接收移位寄存器以及对应连接至逻辑控制单元的接收
FIFO
缓存器，所述的
CAN
模块包括
CAN
总线控制器，
CAN
模块向逻辑控制单元连接有发送
FIFO
缓存器及对应的发送移位寄存器，
UART
模块、
CAN
模块及逻辑控制单元由接口管理单元进行初始化设置。本发明的协议转换控制器可实现多路串行
UART
总线数据分时地转换成
CAN
总线数据，也可以将
CAN
总线数据转换成
UART
串行总线数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种协议转换控制器，特别是，一种多路UART串行总线与CAN总线之间协议转换控制器。
背景技术
目前市场上UART串行总线与CAN总线一些转换器大都是模块化结构，并且基本上都是单路UART与CAN进行转换：例如一种CAN与UART协议转换器模块，有两个通道，向上通道为CAN接口，向下通道为RS232与RS485协议接口；再如专利号ZL200820188879.7的一种小型嵌入式UART接口转CAN-bus网络模块，虽然是单片封装的形式，大小差不多一个DIP28的电路，但是串联接口也只有一个，而且价格比较昂贵，不能够满足多路串行总线与CAN总线协议转换的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器，其特征在于：包括：
UART模块，包括多个UART总线接口、与每个所述的UART总线接口一一对应连接的能够将串行数据转换成并行数据的接收移位寄存器、与每个所述的接收移位寄存器一一对应连接的接收FIFO缓存器，每个所述的UART总线接口具有接收端口（RXD）和发送端口（TXD）；
CAN模块，包括CAN总线控制器、CAN总线接口、与所述的CAN总线接口相连接的能够将并行数据转换成串行数据的发送移位寄存器、发送FIFO缓存器，所述的CAN总线接口具有发送端口（TX）和接收端口（RX）；
逻辑控制单元，其电连接在所述的UART模块与所述的CAN模块之间，用于协调所述的UART模块与所述的CAN模块之间的通信控制信号、管理及双向输送数据；
所述的UART模块、所述的CAN模块与所述的逻辑控制单元集成在一块芯片上。
优选地，所述的UART模块包括四个所述的UART总线接口，对应的包括四个接收移位寄存器及四个接收FIFO缓存器。
优选地，该协议转换控制器包括对其初始化设置的接口管理单元，所述的初始化设置包括设置这些所述的UART总线的波特率、选择数据通信的格式及选择CAN总线的模式，所述的接口管理单元、所述的UART模块、所述的CAN模块及所述的逻辑控制单元集成在一块芯片上。
优选地，所述的CAN总线接口内部具有验收滤波器、位时序逻辑和位流处理器及内部接收FIFO缓存器。
当所述的UART模块中任意一个或多个所述的UART总线接口的接收端口（RXD）接收到的串行数据时，由对应的所述的接收移位寄存器转换成并行数据后存入对应的所述的接收FIFO缓存器中，所述的逻辑控制单元通过片选信号控制将这些所述的接收FIFO缓存器中的数据送入所述的CAN模块；当所述的CAN模块中的CAN总线接口的接收端口（RX）接收到的CAN报文时，先经所述的CAN总线接口的内部处理后通过所述的发送FIFO缓存器传送至所述的发送移位寄存器，所述的逻辑控制单元通过片选信号控制将由所述的发送移位寄存器转换输出的串行数据通过任意一个或多个所述的UART总线接口的发送端口（TXD）发送出去。本发明的协议转换控制器可以实现多路串行UART总线数据分时地转换成CAN总线数据，也可以将CAN总线数据转换成UART串行总线数据，对于传统的具有UART接口的设备通过本发明的控制器能够实现与CAN总线之间的数据传输，杜绝了UART总线的传输距离短、速率低的问题，可以同时使多个传统的带有UART接口的设备连接到成熟的CAN-bus网络中。
附图说明
附图1为本发明的多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器的原理图。
附图中：1、UART模块；2、CAN模块。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明的技术方案作以下详细描述：
如附图1所示，本发明的多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器包括UART模块1、CAN模块2及用于协调二者之间的通信控制信号及数据的管理及输送的逻辑控制单元，UZRT模块包括多个UART总线接口、对应电连接于各个UART总线接口的实现串行数据向并行数据转换的接收移位寄存器、对应每个接收移位寄存器与逻辑控制单元之间电连接有接收FIFO缓存器，每个UART总线接口具有接收端口（RXD）和发送端口（TXD）；CAN模块2包括CAN总线控制器、CAN总线接口、与CAN总线接口相连接的能够将并行数据转换成串行数据的发送移位寄存器、与该发送移位寄存器相连接的发送FIFO缓存器，CAN总线接口具有发送端口（TX）和接收端口（RX），CAN总线接口内部具有验收滤波器、位时序逻辑和位流处理器及内部接收FIFO缓存器；逻辑控制单元用于其电连接在UART模块1与CAN模块2之间，用于协调UART模块1与CAN模块2之间的通信控制信号、管理及双向输送数据，UART模块1、CAN模块2及逻辑控制单元集成在一块芯片上；该协议转换控制器还包括用于该控制器的初始化设置的接口管理单元，初始化设置主要包括上述的UART总线波特率的设置、数据通信的格式的选择及CAN总线接口的模式的选择，该接口管理单元也与UART模块1、CAN模块2及逻辑控制单元集成在一块芯片上。
本发明的一种实施例：UART模块1包括4个UART总线接口、对应的4个接收移位寄存器及4个接收FIFO缓存器， UART总线接口的接收数据RXD端口（RXD0、RXD1、RXD2、RXD）和发送数据TXD端口（TXD0、TXD1、TXD2、TXD3），每个接收FIFO缓存器均连接至逻辑控制单元。
当RXD0- RXD3有串行数据输入时，通过UART模块1的接收移位寄存器将串行数据转换成并行数据后存入对应的接收FIFO中，此时电路通知CAN模块2有数据要处理，逻辑控制单元就从UART模块1的接收FIFO缓存器中读取数据并送入CAN模块2；若RXD0- RXD3同时有几路串行数据输入，通过逻辑控制单元的片选信号进行控制，逐一将各个通道中的FIFO缓存器中数据送至CAN模块2，之后CAN模块2内部的寄存器管理与位流处理器将数据转换成CAN报文后从TX端口发送到CAN-bus网络中。
当CAN模块2的RX端口有CAN报文输入时，通过内部的验收滤波器、位时序逻辑和位流处理器，将接收到的CAN报文进行处理后存入CAN总线接口的内部接收接收FIFO中，并通知UART模块1有数据要处理，通过发送移位寄存器将发送FIFO中的并行数据转换成串行数据，最终从UART模块1的TXD端口发送出去，此过程中，可以通过控制器内部的通道片选信号来选择从TXD0-TXD3中的任意一个或者多个通道输出UART串行数据。
该控制器能够分时地将多路UART串行总线数据转换成CAN总线数据，或者将CAN总线数据转换成UART串行总线数据，由于UART串行总线的通信距离短，只能够点对点通信，方式单一，而CAN总线不仅通信距离长，具有高可靠性和数据完整性，使得CAN总线在高速网络或多节点系统中应用十分广泛。但是由于早期的设计和产品没有CAN的功能，只能应用普通的UART接口，而导致在新的工程项目和行业应用中，往往因为接口不同而失去作用，本发明的控制器突破了这一问题，使得传统的UART接口的设备能够连接到CAN-bus网络中，在不需要伸入了解CAN协议的情况下就可以轻松使用CAN总线，适合在传统的带UART接口的设备与CAN-bus之间使用。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器，其特征在于：包括：
UART模块，包括多个UART总线接口、与每个所述的UART总线接口一一对应连接的能够将串行数据转换成并行数据的接收移位寄存器、与每个所述的接收移位寄存器一一对应连接的接收FIFO缓存器，每个所述的UART总线接口具有接收端口（RXD）和发送端口（TXD）；
CAN模块，包括CAN总线控制器、CAN总线接口、与所述的CAN总线接口相连接的能够将并行数据转换成串行数据的发送移位寄存器、发送FIFO缓存器，所述的CAN总线接口具有发送端口（TX）和接收端口（RX）；
逻辑控制单元，其电连接在所述的UART模块与所述的CAN模块之间，用于协调所述的UART模块与所述的CAN模块之间的通信控制信号、管理及双向输送数据；
所述的UART模块、所述的CAN模块与所述的逻辑控制单元集成在一块芯片上；
当所述的UART模块中任意一个或多个所述的UART总线接口有数据输入时，所述的逻辑控制单元读取与该所述的UART总线接口相应连接的所述的接收FIFO缓存器的数据并发送至所述的CAN模块；当所述的CAN模块中的CAN总线接口有数据输入时，所述的逻辑控制单元读取与所述的发送移位寄存器中的数据并发送至所述的UART模块。
2.根据权利要求1所述的多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器，其特征在于：所述的UART模块包括四个所述的UART总线接口，对应的包括四个接收移位寄存器及四个接收FIFO缓存器。
3.根据权利要求1所述的多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器，其特征在于：该协议转换控制器包括对其初始化设置的接口管理单元，所述的初始化设置包括设置这些所述的UART总线的波特率、选择数据通信的格式及选择CAN总线的模式，所述的接口管理单元、所述的UART模块、所述的CAN模块及所述的逻辑控制单元集成在一块芯片上。
4.根据权利要求1所述的多路UART总线与CAN总线之间协议转换控制器，其特征在于：所述的CAN总线接口内部具有验收滤波器、位时序逻辑和位流处理器及内部接收FIFO缓存器。
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