德國PEAK-System適配器PCAN-USB FD工作原理

物理層轉(zhuǎn)換

• 電氣隔離：通過高達 500V 的電氣隔離技術(shù)，將 PC 的 USB 接口與 CAN 總線進行隔離，防止電氣干擾和可能的電氣故障影響設(shè)備和系統(tǒng)安全，增強了設(shè)備在不同電氣環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。

• 電平轉(zhuǎn)換：把 USB 接口的邏輯電平和 CAN 總線的邏輯電平進行相互轉(zhuǎn)換，使兩種不同電平標準的接口能夠?qū)崿F(xiàn)信號的正確傳輸。例如，將 USB 的 5V 邏輯電平轉(zhuǎn)換為 CAN 總線所需要的差分信號電平，確保數(shù)據(jù)在不同物理接口之間的準確傳輸。

數(shù)據(jù)鏈路層控制

• CAN FD 協(xié)議處理：適配器支持 CAN 2.0 A/B 和 FD 規(guī)范，內(nèi)部的 FPGA 實施 CAN FD 控制器，能夠按照協(xié)議要求對 CAN FD 數(shù)據(jù)幀進行處理，包括數(shù)據(jù)的打包、解包、校驗和計算等。例如，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，將來自 USB 接口的上位機數(shù)據(jù)按照 CAN FD 協(xié)議格式封裝成完整的數(shù)據(jù)幀，添加幀頭、幀尾、校驗和等信息；接收數(shù)據(jù)時，對收到的 CAN FD 數(shù)據(jù)幀進行解析，提取出有效數(shù)據(jù)并進行校驗，確保數(shù)據(jù)的完整性和準確性。

• 自動識別功能：可以自動識別比特率、幀長度和校驗和類型。在與 CAN 網(wǎng)絡(luò)連接時，它能夠自動檢測網(wǎng)絡(luò)中的比特率，適應(yīng)不同的波特率設(shè)置，無需用戶手動配置；同時，也能準確識別接收到的數(shù)據(jù)幀長度和所采用的校驗和類型，以便正確地解析和處理數(shù)據(jù)。

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數(shù)據(jù)傳輸與緩沖

• USB 數(shù)據(jù)傳輸：與 PC 的 USB 接口進行高速數(shù)據(jù)傳輸，支持 USB 1.1、USB 2.0 和 USB 3.0 全速模式。將從 CAN 總線上接收到的數(shù)據(jù)通過 USB 接口快速傳輸給上位機軟件進行處理和分析；同時，將上位機軟件發(fā)送的控制命令和數(shù)據(jù)通過 USB 接口傳輸?shù)竭m配器，再轉(zhuǎn)發(fā)到 CAN 總線上3。

• 數(shù)據(jù)緩沖：內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用于暫存發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)從 CAN 總線接收過來時，先存入接收緩沖區(qū)，等待上位機軟件來讀??；而上位機軟件發(fā)送的數(shù)據(jù)則先存入發(fā)送緩沖區(qū)，再按照 CAN 總線的通信速率和協(xié)議要求逐步發(fā)送到總線上，這樣可以避免數(shù)據(jù)丟失，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

軟件支持與交互

• 驅(qū)動程序：在 PC 端安裝相應(yīng)的驅(qū)動程序，使操作系統(tǒng)能夠識別和管理適配器設(shè)備，為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的接口，方便應(yīng)用程序與適配器進行數(shù)據(jù)交互3。

• 監(jiān)控軟件與 API：適配器通常會配備如 PCAN - View 監(jiān)控軟件，以及編程接口 PCAN - Basic API。PCAN - View 軟件可以直觀地顯示接收到的 CAN 報文信息，如報文的 ID、數(shù)據(jù)字節(jié)、幀長度等，還能手動發(fā)送報文、設(shè)定報文發(fā)送周期等；而 PCAN - Basic API 則為開發(fā)者提供了一系列函數(shù)接口，方便他們使用 C#、C++ 等多種編程語言開發(fā)自定義的應(yīng)用程序，實現(xiàn)對適配器的控制和數(shù)據(jù)處理

德國PEAK-System適配器PCAN-USB FD工作原理