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安全，增強了設備在不同電氣環境下的穩定性和可靠性。

• 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，確保數據在不同物理接口之間的準確傳輸。

數據鏈路層控制

• CAN FD 協議處理：適配器支持 CAN 2.0 A/B 和 FD 規范，內部的 FPGA 實施 CAN FD 控制器，能夠按照協議要求對 CAN FD 數據幀進行處理，包括數據的打包、解包、校驗和計算等。例如，在發送數據時，將來自 USB 接口的上位機數據按照 CAN FD 協議格式封裝成完整的數據幀，添加幀頭、幀尾、校驗和等信息；接收數據時，對收到的 CAN FD 數據幀進行解析，提取出有效數據并進行校驗，確保數據的完整性和準確性。

• 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 網絡連接時，它能夠自動檢測網絡中的比特率，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據幀長度和所采用的校驗和類型，以便正確地解析和處理數據。

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數據傳輸與緩沖

• USB 數據傳輸：與 PC 的 USB 接口進行高速數據傳輸，支持 USB 1.1、USB 2.0 和 USB 3.0 全速模式。將從 CAN 總線上接收到的數據通過 USB 接口快速傳輸給上位機軟件進行處理和分析；同時，將上位機軟件發送的控制命令和數據通過 USB 接口傳輸到適配器，再轉發到 CAN 總線上3。

• 數據緩沖：內部設有數據緩沖區，用于暫存發送和接收的數據。當數據從 CAN 總線接收過來時，先存入接收緩沖區，等待上位機軟件來讀取；而上位機軟件發送的數據則先存入發送緩沖區，再按照 CAN 總線的通信速率和協議要求逐步發送到總線上，這樣可以避免數據丟失，保證數據傳輸的穩定性和可靠性。

軟件支持與交互

• 驅動程序：在 PC 端安裝相應的驅動程序，使操作系統能夠識別和管理適配器設備，為上層應用程序提供統一的接口，方便應用程序與適配器進行數據交互3。

• 監控軟件與 API：適配器通常會配備如 PCAN - View 監控軟件，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、數據字節、幀長度等，還能手動發送報文、設定報文發送周期等；而 PCAN - Basic API 則為開發者提供了一系列函數接口，方便他們使用 C#、C++ 等多種編程語言開發自定義的應用程序，實現對適配器的控制和數據處理

德國PEAK-System適配器PCAN-USB FD工作原理