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GCAN-204 MODBUS RTU转CAN网关

一、功能概述

GCAN-204模块是集成1路标准串口和1路标准CAN总线接口的工业级的Modbus RTU转CAN模块。GCAN-204模块串行总线端已经集成Modbus RTU协议，使用GCAN-204模块，用户可以将原本使用串行总线进行通讯的设备（Modbus RTU协议），在不需改变原有硬件结构的前提下使设备获得CAN总线通讯接口，从而将使用Modbus RTU协议通信的设备快速接入CAN总线，构成CAN总线网络中的节点。

GCAN-204模块在Modbus读取数据时，会将CAN总线上接收到的数据实时装入缓存，等待Modbus指令读取。模块收到Modbus读取指令后，会将指定的CAN数据经过转换发送到Modbus总线上；当模块接收到Modbus发送数据指令时，会直接将Modbus数据处理并发到CAN总线上。GCAN-204模块是工业总线改造，多种总线设备互连的关键性工具，同时该模块具有体积小巧、即插即用等特点，也是现有系统集成的最佳选择。GCAN-204的各种总线接口均集成隔离保护模块，使其避免由于瞬间的过压过流而对模块造成损坏，使用DIN导轨的固定方式，使其更容易集成到各种控制柜中。

二、设备参数

沈阳广成科技GCAN-204型CAN转Modbus RTU模块的设备参数包括：

（1）Modbus从站支持功能码：03H、04H、06H、16H；
（2）标准串口采用2线的RS485接口；
（3）串口波特率支持范围600bps~115200bps，可通过软件配置；
（4）CAN-bus支持CAN2.0A和CAN2.0B帧格式，符合ISO/DIS 11898规范；
（5）CAN-bus通讯波特率在5Kbps~1Mbps之间任意可编程；
（6）CAN-bus接口采用电气隔离，隔离模块绝缘电压：DC 1500V；
（7）最高转换数据流量：400帧/秒（串口波特率最大测得）；
（8）使用9~24V DC供电（推荐24V 20mA）；
（9）RS485、CAN接口使用端子接线方式；
（10）使用专用的配置软件配置工作模式及所有参数；
（11）非易失行存储器保存配置参数，每次上电后自动调用最近一次的参数；
（12）可安装到DIN卡轨上；
（13）工作温度范围：-40℃~+85℃；

三、应用领域

沈阳广成科技GCAN-204型CAN转Modbus RTU模块的设备参数包括：

（1）现有串口通信设备连接CAN总线网络；
（2）PLC设备连接CAN总线网络通讯；
（3）Modbus RTU网络和CAN网络通讯；
（4）CAN总线串行总线之间的网关网桥；
（5）工业现场网络数据监控；
（6）CAN教学应用远程通讯；
（7）CAN工业自动化控制系统；

如果您需要询价沈阳广成科技GCAN-204型CAN转Modbus RTU模块或进行技术咨询，可以加微信13019325660或拨打电话。

四、设备安装

GCAN-204模块典型工作环境如图所示。

GCAN-204模块典型工作环境

1、设备尺寸

设备外形尺寸：(长，含接线端子)112mm*(宽)22mm*(高)100mm，其示意图如图所示。

GCAN-204模块外形尺寸

2、设备固定

GCAN-204模块安装方法如图所示，可使用一字螺丝刀辅助将模块安装到DIN导轨上。

GCAN-204模块安装

GCAN-204模块地与安装模块的导轨相连。如果导轨固定到一个接地的金属组件板上，那么模块会自动接地，不需要外部接地线。如果导轨固定到一个未接地的底座上，那么必须将导轨连接到最近的接地端子上。

3、接口定义及功能

GCAN-204模块集成1路电源接口、1路标准CAN总线接口和1路标准RS485接口。GCAN-204模块接线端子排如图所示。

GCAN-204模块接线端子排

GCAN-204模块的电源接口由1个4 Pin插拔式接线端子引出，其接口定义如表所示。

GCAN-204模块的电源接口定义

GCAN-204模块CAN总线接口由1个4 PIN接线端子引出，可以用于连接1个CAN-bus网络或者CAN总线接口的设备，其接口定义如表所示。

GCAN-204模块的CAN-bus信号分配

GCAN-204模块RS485接口由1个4 PIN接线端子引出，用于连接Modbus RTU网络或者Modbus RTU主站设备，其接口定义如表所示。

GCAN-204模块的RS485接口定义

五、设备使用

GCAN-204模块工作原理如图所示。

GCAN-204模块工作原理

1、串口连接

GCAN-204使用标准串口电平（RS485：-7~+12V），因此该模块可以与带有RS485接口的设备直接连接。

2、与CAN-bus连接

GCAN-204模块接入CAN总线的连接方式为：将CAN_H连CAN_H，CAN_L连CAN_L即可建立通信。CAN总线络采用直线拓扑结构，总线最远的2个终端需要安装120Ω的终端电阻；如果节点数目大于2，则中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。对于分支连接，其长度不应超过3米。CAN总线的连接见图所示。

CAN总线网络的拓扑结构

注意：CAN总线电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。理论最大通信距离主要取决于总线波特率，最大总线长度和波特率关系详见下表。若通讯距离超过1Km，应保证线的截面积大于Φ1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。

波特率与最大总线长度参照表

3、CAN总线终端电阻

为了增强CAN通讯的可靠性，消除CAN总线终端信号反射干扰，CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻，如图所示。终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。例如双绞线的特性阻抗为120Ω，则总线上的两个端点也应集成120Ω终端电阻。如果网络上其他节点使用不同的收发器，则终端电阻须另外计算。

GCAN-204与其他CAN节点设备连接

请注意：GCAN-204模块内部未集成120Ω终端电阻，模块外部提供电阻接线端子。需要接入终端电阻时，将电阻两端分别接入CAN_L、CAN_H即可。

4、系统状态指示灯

GCAN-204模块具有1个SYS指示灯，用来指示设备的运行状态，1个DAT指示灯，用来指示数据传输。这2个指示灯的具体指示功能见下表，这2个指示灯处于各种状态下时，CAN总线的状态如表所示。

GCAN-204模块指示灯

GCAN-204模块上电后，系统初始化状态指示灯SYS点亮，表明设备已经供电，系统正在初始化；否则，表示系统存在电源故障或发生有严重的错误。Modbus RTU端与CAN端均连接正常后，当总线间有数据在传输时，数据信号指示灯DAT会闪烁。

GCAN-204模块指示灯状态

六、GCAN-204-Config-CH-3.12配置软件使用

1、配置准备

断开GCAN-204模块的电源后用一字螺丝刀轻压模块绿色外壳的上下两端，将其拆开，找到如图4.1所示的拨码开关，将2号开关拨到ON状态后，模块重新上电即可进入配置模式。

请注意：GCAN-204模块采用RS485接口进行配置，拨码开关旁边的Mini USB接口为厂家预留，请不要连接。配置完成后请将2号拨码开关拨回OFF状态。

2、软件连接

当GCAN-204模块进入配置模式且通过RS485接口与PC机正常连接后，打开光盘中的“GCAN-204-Config-CH-3.12”软件对模块进行配置。软件界面如图所示。

GCAN-204-Config-CH-3.12软件初始界面

打开软件后，选择连接到GCAN-204的串口号，点击“连接Connect”即可建立连接。如用户不知道串口号，可通过进入PC机的设备管理器中查看，配置软件中显示的串口号是1-7，如果超过这个显示范围，请客户自行修改串口号。建立连接后点击“读参数Upload”可以读出模块当前的配置情况，如图所示。

请注意：此时设备已与PC机建立连接，请不要重复点击“连接Connect”。

GCAN-204-Config-CH-3.12软件主界面

3、配置通信参数

点击“Communication Set”，在此界面中可设置Modbus节点ID（Node ID）、串口校验方式（Parity）、数据长度（Byte Size）和停止位数（Stop Bits）、ModbusRTU端波特率485 Baud和CAN端波特率（CAN Baudrate）。出厂默认设置Modbus RTU端波特率为57600bps，CAN总线波特率为250Kbps，“Communication Setting”基本参数如图所示。

广成科技GCAN-204参数设置界面

“Node ID”——设置Modbus节点ID；
“RS485 Baud——设置RS485总线通信波特率；详细设置如表所示；

“Parity”——设置校验方式；

“ByteSize”——设置数据长度，默认设置为0；

“StopBits”——设置停止位数，默认设置为1；
“Can Baudrate”——设置CAN端波特率；详细设置如表所示

RS485波特率与对应数字对照表

CAN波特率与对应数字对照表

注意：如果想使用自定义波特率请联系我们沈阳广成科技有限公司

4、配置转换关系映射表

出厂默认Receive和Transmit的映射表组数都是1。用户可以在界面中按Add进行添加映射数据，添加组数最多为32组（部分数据不足8字节可以节省寄存器使用数量）。其中Receive CAN的Modbus地址从0x00-0x7F，Transmit CAN的Modbus地址从0x100-0x17F。此界面可以设置CAN帧ID、帧格式、帧类型，对应Modbus的地址，CAN帧数据长度等参数信息。

（1）设置Modbus RTU对应CAN数据接收映射表

GCAN-204模块可将接收到的指定帧ID的CAN数据，按照设置好的对应关系缓存在Modbus RTU的地址表中，等待Modbus指令读取。

接收数据对应Modbus寄存器地址从0x00到0x7F，总计127个地址，每个地址是一个整型变量。点击界面左侧栏目中的“Receive CAN”可进入CAN数据接收映射界面，如图4.5所示。COB-ID为CAN总线的帧ID设置，Frame Format为帧格式（标准帧Standard/扩展帧Extended）设置，Frame Type为帧类型（数据帧Data/远程帧RTR）设置，Modbus Address为Modbus端寄存器首地址设置，Length为CAN帧数据的长度，最大值为8。

Receive CAN映射设置

（2）设置发送CAN数据对应Modbus RTU映射表

选中“Transmit CAN”可添加数据映射组，最少32组（部分数据不足8字节可以节省寄存器使用数量）。用户可使用06及16功能码将Modbus寄存器中的数据转发到CAN总线上。

CAN发送数据中Modbus映射地址从0x100开始到0x17F，每个地址是一个整型数据（2个字节）。用户可以设置数据触发模式和循环发送模式（Trace/Timer）。如图所示，COB-ID为转发至CAN总线数据的帧ID设置，Frame Format为帧格式（标准帧Standard/扩展帧Extended）设置，Frame Type为帧类型（数据帧Data/远程帧RTR）设置，Modbus Address为Modbus端寄存器首地址设置，Length为CAN帧数据的长度，最大值为8。

您可以设置数据触发模式或循环发送模式（Trace/Timer）。

数据触发模式（Trace）：当有Modbus主机用06指令写Modbus相应地址数据时，如果数据发生改变，那么触发相应的CAN帧数据发送；

循环发送模式（Timer）：设置每间隔一定时间，循环发送相应的CAN帧数据，间隔时间在Send Timer中设置，输入10进制数，单位是毫秒，比如输入1000，那么就是间隔1000ms发送一次。

5、保存配置

当配置完成后，可以点击工具栏中的“设置参数Download”将配置数据写入到设备的FLASH中，写入成功后会有提示，如果写入失败请重新写入。

请注意：数据写入成功后，需要将2号拨码开关置OFF，并将设备重新上电，以启用新的配置。

Transmit CAN映射设置

6、GCAN-204模块参数保存

设置完成的配置参数和从设备中Upload上来的配置参数都可以保存到PC机中，点击工具栏中的SaveAs根据提示设置保存文件名称，就可以将配置参数保存到PC中，配置文件可再次打开使用。

七、应用实例

用户可通过随机附赠的串口调试助手发送Modbus指令来进行调试。

请注意：使用串口调试助手时请使用“十六进制显示”和“十六进制发送”。

1、读取接收到的CAN帧

例如：配置Modbus从站地址为1，Modbus寄存器首地址为0x01（出厂预设值），功能码为03，CAN为标准帧，帧ID为0x181，CAN帧数据为0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08。用户Modbus主站发送请求帧：01 03 00 01 00 04 15 C9

GCAN-204的响应帧：01 03 08 02 01 04 03 06 05 08 07 17 C1

此时，GCAN-204模块Modbus端已收到了来自其他设备的CAN端发出的帧ID为0x181的数据帧。

2、写入要发送的CAN帧

例如：配置Modbus从站地址为1，Modbus寄存器首地址为0x101（十进制为257，此值为出厂预设值），功能码为16（10H），CAN为标准帧，帧ID为0x201，CAN帧数据为0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08。用户Modbus主站发送请求帧：01 10 01 01 00 04 08 02 01 04 03 06 05 08 07 CB 2E

GCAN-204的响应帧：01 10 01 01 00 04 91 F6

此时，其他设备的CAN端已收到了来自GCAN-204模块的Modbus端发出的帧ID为0x201的数据帧。

八、使用注意

● 如模块收到CAN总线上同一ID的两条数据，则之后接收的数据会自动覆盖掉原来存储在Modbus地址中的数据，如CAN总线数据量较大，则Modbus主站必须加快读取速度。

● 在“配置模式”和“正常工作”模式切换之后，必须重新上电一次，否则仍然执行的是原来的工作模式，而不能成功的实现切换。

九、技术规格

关于我们

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