德國PEAK-System適配器PCAN-USB FD工作原理

物理層轉換

• 電氣隔離：通過高達 500V 的電氣隔離技術,，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備和系統(tǒng)安全,，增強了設備在不同電氣環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性,。

• 電平轉換：把 USB 接口的邏輯電平和 CAN 總線的邏輯電平進行相互轉換，使兩種不同電平標準的接口能夠實現(xiàn)信號的正確傳輸,。例如,，將 USB 的 5V 邏輯電平轉換為 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)絡連接時,，它能夠自動檢測網(wǎng)絡中的比特率,，適應不同的波特率設置，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,，再轉發(fā)到 CAN 總線上3,。

• 數(shù)據(jù)緩沖：內部設有數(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

• 驅動程序：在 PC 端安裝相應的驅動程序,，使操作系統(tǒng)能夠識別和管理適配器設備,，為上層應用程序提供統(tǒng)一的接口，方便應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