1.功能簡介
1.1功能概述
GCAN-205C模塊是一款集成1路標準以太網(wǎng)接口與1路標準CAN總線接口的全國產(chǎn)工業(yè)級模塊，支持Modbus TCP從站協(xié)議與CAN總線協(xié)議的雙向轉(zhuǎn)換功能。
GCAN-205C可以將以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)橋接，用戶可以將此智能協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊集成到自己的系統(tǒng)中，從而使本不具備相互通信能力的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與CAN總線快速具備通信能力，從而節(jié)省開發(fā)時間、降低開發(fā)成本、快速搶占市場先機。
GCAN-205C模塊現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建現(xiàn)場總線實驗室、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、智能小區(qū)監(jiān)控等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。同時該設(shè)備具有體積小巧、即插即用等特點，且模塊使用DIN導(dǎo)軌的安裝方式，使其特別適用于工業(yè)現(xiàn)場或機柜中與其他設(shè)備配套使用。
GCAN-205C模塊上已集成CAN接口電氣隔離保護模塊，使其避免由于瞬間過流/過壓而對設(shè)備造成損壞，增強系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。
用戶可以通過附帶的“GCan205 EtherCanConfigv3”軟件對GCAN-205C模塊進行配置。目前該配置軟件僅支持Modbus TCP-CAN協(xié)議之間轉(zhuǎn)換的配置，對于以太網(wǎng)端或CAN端的其他標準或自定義協(xié)議，暫時不支持用戶自己對其配置，如需要，我公司可為用戶提供任意協(xié)議之間的配置服務(wù)。
1.2性能特點
1.2.1硬件特點
（1）高速的32位工業(yè)級控制器；
（2）內(nèi)嵌硬件看門狗定時器；
（3）使用外接電源供電(24V DC，75mA)；
（4）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；
（5）靜電放電抗擾度等級：接觸放電±4KV，空氣放電±8KV；
（6）電快速瞬變脈沖群抗擾度等級：±2KV；
（7）浪涌抗擾度等級：電源接口±1KV。CAN總線接口±4KV；
（8）標準DIN導(dǎo)軌安裝方式，專為工業(yè)設(shè)計。
1.2.2CAN屬性
（1）集成1路CAN總線接口，使用端子接線方式；
（2）CAN總線號包括：CAN_H、CAN_L、CAN_GND；
（3）CAN總線支持CAN2.0A和CAN2.0B幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（4）CAN總線通訊波特率在5kbps~1Mbps之間；
（5）CAN總線接口采用電氣隔離，隔離模塊絕緣電壓：1500V DC；
1.2.3以太網(wǎng)屬性
（1）RJ45，支持10/100M自適應(yīng)；
（2）Modbus從站支持功能碼：03H、04H、06H、16H；
（3）支持靜態(tài)或動態(tài)IP獲??；
（4）網(wǎng)絡(luò)斷開后自動恢復(fù)連接資源，可靠地建立TCP連接；
（5）兼容SOCKET工作方式，上位機通訊軟件編寫遵從標準的SOCKET規(guī)則。
1.3典型應(yīng)用
（1）工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備與CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)
（2）電力通訊網(wǎng)絡(luò)
（3）工業(yè)控制設(shè)備
（4）高速、大數(shù)據(jù)量通訊
（5）CAN總線與串行總線之間的網(wǎng)關(guān)網(wǎng)橋；
（6）工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控；
（7）CAN教學(xué)應(yīng)用遠程通訊；
（8）CAN工業(yè)自動化控制系統(tǒng)；
（9）低速CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析；
（10）智能樓宇控制數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)等CAN總線應(yīng)用系統(tǒng)。
（11）PLC設(shè)備連接CAN總線網(wǎng)絡(luò)通訊；
2.設(shè)備安裝
2.1設(shè)備尺寸
設(shè)備外形尺寸：(長，含接線端子)111.5mm*(寬)22.5mm*(高)99.5mm，其示意圖如圖2.1所示。
圖2.1 GCAN-205C模塊外形尺寸
2.2設(shè)備固定
GCAN-205C模塊安裝方法如圖2.2所示，可使用一字螺絲刀輔助將模塊安裝到DIN導(dǎo)軌上。
圖2.2 GCAN-205C模塊安裝
GCAN-205模塊接地端未與安裝導(dǎo)軌直接連接，模塊的PE應(yīng)連接至就近接地端子（宜采用單獨接地或單點接地），以確保接地可靠性。
2.3接口定義及功能
GCAN-205C模塊集成1路24V DC電源接口、1路標準CAN總線接口、1路標準太網(wǎng)接口。GCAN-205C模塊接線端子排如圖2.3所示。
圖2.3 GCAN-205C模塊接線端子排
GCAN-205C模塊的電源接口由一個4Pin插拔式接線端子引出，其接口定義如表2.1所示。
表2.1 GCAN-205C電源接口定義
GCAN-205C模塊CAN總線接口由1個4 Pin接線端子引出，可以用于連接1個CAN總線接口的設(shè)備，其接口定義如表2.2所示。
表2.2 GCAN-205C模塊的CAN總線信號分配
3.設(shè)備使用
GCAN-205C模塊工作原理如圖3.1所示。
圖3.1 GCAN-205C模塊工作原理
3.1與PC連接
GCAN-205C模塊使用24V DC供電，當設(shè)備獲得正常供電后，可使用PC端的“Gan205 EtherCanConfigv3”配置軟件對其工作模式及基本運行參數(shù)進行配置（Gan205 EtherCanConfigv3軟件使用方法詳見第4章），GCAN-205C模塊目前僅支持用戶對Modbus TCP轉(zhuǎn)CAN之間的通信進行配置，其他協(xié)議暫不支持用戶自行配置。
3.1.1恢復(fù)出廠設(shè)置
GCAN-205C模塊硬件出廠默認IP：192.168.1.10，如果用戶已經(jīng)修改過IP地址并且忘記，可進行參數(shù)復(fù)位，具體操作請參照4.1恢復(fù)出廠設(shè)置。
3.1.2更改PC端IP地址
用戶在使用PC機與GCAN-205C模塊進行通信前，需要保證用戶的PC機內(nèi)有以太網(wǎng)卡，并且PC機與GCAN-205C模塊必須在同一個網(wǎng)段內(nèi)。
GCAN-205C模塊在出廠時設(shè)定了一個默認的IP地址（192.168.1.10）和網(wǎng)絡(luò)掩碼（255.255.255.0），用戶可以按圖3.2所示的流程檢查該設(shè)備是否和用戶PC機在同一網(wǎng)段。
圖3.2 PC機與GCAN-205C模塊是否處于同一網(wǎng)段檢測流程
請注意：只有在同一網(wǎng)段，您才能使用PC機對GCAN-205C模塊進行配置。如果網(wǎng)段不同，則需對PC機進行以下設(shè)置。
3.1.3Windows XP/7網(wǎng)絡(luò)設(shè)置
用戶使用的操作系統(tǒng)是Windows XP/7、8、10，用戶可以修改本機IP地址的方式設(shè)置本機IP及網(wǎng)段。Windows 8、windows 10操作參照Windows7系統(tǒng)。
修改本機IP地址
進入操作系統(tǒng)后，進入本機的控制面板→進入“網(wǎng)絡(luò)連接”（WinXP）或“網(wǎng)絡(luò)和共享中心”（Win7、8、10）→進入“本地連接”屬性→“Internet協(xié)議（TCP/IP）”（winXP）或“Internet協(xié)議版本4（TCP/IP）”（Win7）屬性，出現(xiàn)如圖3.3所示界面。
圖3.3 TCP/IP常規(guī)設(shè)置
在“IP地址”欄中點擊修改，輸入與GCAN-205C同一網(wǎng)段的IP地址，如圖3.3即可完成添修改PC機IP地址操作。
如果用戶是自動獲取IP地址模式，則可在圖3.3操作處，選擇“使用下面的IP地址”，輸入與GCAN-205C相同網(wǎng)段的IP地址即可。
3.2與以太網(wǎng)連接
GCAN-205C模塊的以太網(wǎng)接口集成10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)芯片，符合以太網(wǎng)標準協(xié)議規(guī)范，支持即插即用。用戶可以使用五類以上網(wǎng)線進行工業(yè)以太網(wǎng)與GCAN-205C模塊連接。
3.3與CAN總線連接
GCAN-205C模塊接入CAN總線的連接方式：將CAN_H連CAN_H，CAN_L連CAN_L即可建立通信。
CAN總線網(wǎng)絡(luò)采用直線拓撲結(jié)構(gòu)，總線最遠的2個終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節(jié)點數(shù)目大于2，則中間節(jié)點不需要安裝120Ω的終端電阻。對于分支連接，其長度不應(yīng)超過3米。CAN總線的連接見圖3.4所示。
圖3.4 CAN總線網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)
注意：CAN總線電纜可以使用普通雙絞線、屏蔽雙絞線。理論最大通信距離主要取決于總線波特率，最大總線長度和波特率關(guān)系詳見表3.1。若通訊距離超過1Km，應(yīng)保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規(guī)格應(yīng)根據(jù)距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當加大。
表3.1波特率與最大總線長度參照表
3.4CAN總線終端電阻
為了增強CAN通訊的可靠性，消除CAN總線終端信號反射干擾，CAN總線網(wǎng)絡(luò)最遠的兩個端點通常要加入終端匹配電阻，如圖3.5所示。終端匹配電阻的值由傳輸電纜的特性阻抗所決定。例如雙絞線的特性阻抗為120Ω，則總線上的兩個端點也應(yīng)集成120Ω終端電阻。
圖3.5 GCAN-205C模塊與其他CAN節(jié)點設(shè)備連接
請注意：GCAN-205C模塊內(nèi)部未集成120Ω終端電阻，模塊外部提供電阻接線端子。需要接入終端電阻時，將電阻兩端分別接入CAN_L、CAN_H即可。
3.5系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
GCAN-205C模塊具有1個SYS指示燈，用來指示設(shè)備的運行狀態(tài)，1個DAT指示燈，用來指示數(shù)據(jù)傳輸。這2個指示燈的具體指示功能見表3.2，這2個指示燈處于各種狀態(tài)下時，CAN總線的狀態(tài)如表3.3所示。
表3.2 GCAN-205C模塊指示燈
GCAN-205C模塊上電后，系統(tǒng)初始化狀態(tài)指示燈SYS點亮，表明設(shè)備已經(jīng)供電，系統(tǒng)正在初始化；否則，表示系統(tǒng)存在電源故障或發(fā)生有嚴重的錯誤。
以太網(wǎng)端與CAN端均連接正常后，當總線間有數(shù)據(jù)在傳輸時，數(shù)據(jù)信號指示燈DAT會閃爍。
表3.3 GCAN-205C模塊指示燈狀態(tài)
4.Gan205 EtherCanConfigv3軟件使用
4.1恢復(fù)出廠設(shè)置
GCAN-205C模塊硬件出廠默認IP：192.168.1.10，如果用戶已經(jīng)修改過IP地址并且忘記，通過設(shè)備中的撥碼開關(guān)，對其進行參數(shù)復(fù)位。默認的CAN總線波特率是1M，默認Modbus映射表都為0。
具體操作為：先不要對模塊上電，用一字螺絲刀撬動模塊頂端和尾端的卡扣，打開設(shè)備外殼，找到設(shè)備中如圖3.2所示的撥碼開關(guān)，將2號開關(guān)撥到ON位置，然后將系統(tǒng)上電，等待大約3秒鐘，看到前面板上面的SYS指示燈閃爍，此時關(guān)閉電源，然后將2號開關(guān)撥回到OFF狀態(tài)。至此，設(shè)備設(shè)置已經(jīng)恢復(fù)到出廠默認狀態(tài)，系統(tǒng)默認的IP：192.168.1.10。
圖4.1 GCAN-205C恢復(fù)出廠設(shè)置
請注意：設(shè)備恢復(fù)出廠設(shè)置后，所有的參數(shù)設(shè)置及映射表設(shè)置會被全部清除，請謹慎操作。
4.2基本參數(shù)配置
GCAN-205C模塊可以使用“GCan205 EtherCanConfigv3”軟件對其進行參數(shù)配置，包括：工作模式、工作端口、目標端口、目標IP、CAN工作模式、CAN波特率等基本參數(shù)。
4.2.1用電腦連接GCAN-205C模塊
1.首先將GCAN-205C模塊上電，用網(wǎng)線將GCAN-205C模塊與電腦連接好，待設(shè)備的SYS指示燈閃爍時，表示GCAN-205C模塊初始化完畢，處于待連接狀態(tài)。
2.打開光盤中的“Gan205 EtherCanConfigv3”軟件，輸入GCAN-205C模塊的IP地址，點擊“Connect”進行連接。如下圖4.2所示。
圖4.2配置軟件初始界面
點擊“Connect”出現(xiàn)如下圖4.3軟件主界面：
圖4.3配置軟件主界面
軟件上方有6個工具按鈕：
“Connect”——連接設(shè)備；
“Upload”——將設(shè)備中的配置信息讀出來；
“Download”——將配置信息下載到設(shè)備的Flash中；
“Open”——打開并讀取PC中的配置信息文件；
“SaveAs”——將配置信息文件保存到電腦中。
“Update App”——為廠家預(yù)留。
3.連接后軟件界面左面的欄中會顯示連接設(shè)備的設(shè)置列表，這時可以點擊“讀參數(shù)Upload”將設(shè)備中的參數(shù)上載到電腦。上載成功后會有如下圖4.4信息顯示。
圖4.4配置軟件讀參數(shù)成功
4.2.2CAN波特率設(shè)置
“CAN Baudrate”可設(shè)置CAN總線的波特率，需按表填寫，對應(yīng)表如下4.1：
表4.1波特率參數(shù)對照表
4.2.3以太網(wǎng)地址設(shè)置
“IP Address”——設(shè)置設(shè)備的IP地址；
“Subnet Mask”——設(shè)置子網(wǎng)掩碼；
“Gateway”——設(shè)置通信網(wǎng)關(guān)。
參數(shù)修改后，相應(yīng)修改單元變成紅色標記。
4.3設(shè)置Modbus TCP對應(yīng)CAN數(shù)據(jù)接收映射表
GCAN-205C模塊將接收到的CAN幀數(shù)據(jù)，按照設(shè)置好的對應(yīng)關(guān)系緩存在Modbus TCP的地址表中，等待Modbus指令讀取。
點擊界面左側(cè)欄目中的“Receive CAN”如圖4.5界面。
圖4.5“Receive CAN”設(shè)置界面
您可以在界面右下欄目中，按”添加Add”添加映射關(guān)系數(shù)據(jù)，添加組數(shù)最多為32組（部分數(shù)據(jù)不足8字節(jié)可以節(jié)省寄存器使用數(shù)量）；接收數(shù)據(jù)對應(yīng)Modbus地址從0x00到0x7F，總計127個地址，每個地址是一個整型變量。
COB-ID為CAN總線的幀ID設(shè)置，F(xiàn)rame Format為幀格式（標準幀Standard/擴展幀Extended）設(shè)置，F(xiàn)rame Type為幀類型（數(shù)據(jù)幀Data/遠程幀RTR）設(shè)置，Modbus Address為Modbus端寄存器首地址設(shè)置，Length為CAN幀數(shù)據(jù)的長度，最大值為8。請注意：這個長度是1個字節(jié)單位，而Modbus地址是整型（2個字節(jié)），因此如果CAN數(shù)據(jù)長度是8個字節(jié)，那么對應(yīng)Modbus地址映射為4個字節(jié)。
4.4設(shè)置發(fā)送CAN數(shù)據(jù)對應(yīng)Modbus TCP映射表
選中“Transmit CAN”項目，添加數(shù)據(jù)映射組，最多可添加32組（部分數(shù)據(jù)不足8字節(jié)可以節(jié)省寄存器使用數(shù)量）。如圖4.6所示。
圖4.6“Transmit CAN”配置界面
CAN發(fā)送數(shù)據(jù)中Modbus映射地址從0x100開始到0x17F，每個地址是一個整型數(shù)據(jù)（2個字節(jié)）。COB-ID為轉(zhuǎn)發(fā)至CAN總線數(shù)據(jù)的幀ID設(shè)置，F(xiàn)rameFormat為幀格式（標準幀Standard/擴展幀Extended）設(shè)置，F(xiàn)rame Type為幀類型（數(shù)據(jù)幀Data/遠程幀RTR）設(shè)置，Modbus Address為Modbus端寄存器首地址設(shè)置，Length為CAN幀數(shù)據(jù)的長度，最大值為8。
您可以設(shè)置數(shù)據(jù)觸發(fā)模式或循環(huán)發(fā)送模式（Trace/Timer）。
數(shù)據(jù)觸發(fā)模式（Trace）：當有Modbus主機用06指令寫Modbus相應(yīng)地址數(shù)據(jù)時，如果數(shù)據(jù)發(fā)生改變，那么觸發(fā)相應(yīng)的CAN幀數(shù)據(jù)發(fā)送；
循環(huán)發(fā)送模式（Timer）：設(shè)置每間隔一定時間，循環(huán)發(fā)送相應(yīng)的CAN幀數(shù)據(jù)，間隔時間在Send Timer中設(shè)置，輸入10進制數(shù)，單位是毫秒，比如輸入1000，那么就是間隔1000ms發(fā)送一次。
4.5下載到GCAN-205C模塊的Flash
當配置完成后，可以點擊工具欄中的“Download”將配置數(shù)據(jù)寫入到設(shè)備的FLASH中，數(shù)據(jù)寫入成功后，需要重新上電，來啟用新的設(shè)置。
4.6GCAN-205C模塊參數(shù)保存
設(shè)置完成的配置參數(shù)和從設(shè)備中Upload上來的配置參數(shù)都可以保存到PC機中，點擊工具欄中的SaveAs根據(jù)提示設(shè)置保存文件名稱，就可以將配置參數(shù)保存到PC中，配置文件可再次打開使用。
請注意：數(shù)據(jù)寫入成功后，需要將設(shè)備重新上電，以啟用新的配置。
5.應(yīng)用實例
用戶可通過隨機附贈的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手發(fā)送Modbus指令來進行調(diào)試。使用時請選擇TCP Client，遠程主機地址為192.168.1.10:502（IP地址為出廠預(yù)設(shè)值，可修改；端口號不可修改）。
請注意：使用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手時請使用“十六進制顯示”和“十六進制發(fā)送”。
5.1讀取接收到的CAN幀
例如：配置Modbus從站地址為1，Modbus寄存器首地址為0x01（出廠預(yù)設(shè)值），功能碼為03，CAN為標準幀，幀ID為0x181，CAN幀數(shù)據(jù)為0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08。用戶Modbus主站發(fā)送請求幀：
00 00 00 00 00 06 01 03 00 01 00 04
GCAN-205C的響應(yīng)幀：
00 00 00 00 00 0B 01 03 08 02 01 04 03 06 05 08 07
此時，GCAN-205C模塊Modbus端已收到了來自其他設(shè)備的CAN端發(fā)出的幀ID為0x181的數(shù)據(jù)幀。
5.2寫入要發(fā)送的CAN幀
例如：Modbus寄存器首地址為0x100（十進制為256，此值為出廠預(yù)設(shè)值），功能碼為16（10H），CAN為標準幀，幀ID為0x201，CAN幀數(shù)據(jù)為0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08。
用戶Modbus主站發(fā)送請求幀：
00 00 00 00 00 0F 01 10 01 01 00 04 08 02 01 04 03 06 05 08 07
GCAN-205C的響應(yīng)幀：
00 00 00 00 00 06 01 10 01 01 00 04
此時，其他設(shè)備的CAN端已收到了來自GCAN-205C模塊的Modbus端發(fā)出的幀ID為0x201的數(shù)據(jù)幀。
6.技術(shù)規(guī)格
