1. 概述
亞冊HDLC-TCMS協議轉換器,提供2路100M以太網接口、2路RS-485同異步串口、2路擴展接口,實現同步HDLC串口、異步UART串口、CAN總線接口、以太網口之間的協議轉換。
工業級寬溫,完善的隔離保護,尺寸小巧,適用于列車、機車網絡通信。
2. 應用
● 同步串口、異步串口互相轉換
● 串口、以太網之間的協議轉換
● CAN口、串口數據轉換
● CAN總線、以太網接口轉換
● 列車TCMS系統
● 列車機車通信網絡(TCN)
● 嵌入式應用
3. 特點
● 2路10/100M以太網接口,支持以太網交換、雙IP功能;
● S1、S2:2路RS-485帶隔離同異步串口;
● S3:擴展接口,可選RS-232、RS-422或RS-485串口;
● S4:擴展接口,可選RS-422、RS-485串口或CAN總線接口;
● 所有串口均支持同步HDLC協議、異步UART工作模式;
● 支持NRZI、曼徹斯特、差分曼徹斯特、DBPL等編碼格式;
● 完備的隔離保護;
● 工業級寬溫。
4. 功能框圖
基本功能框圖如下圖所示,其中:
● S1、S2為2路RS-485接口,同時接入連接器X20、X21;
● S3擴展接口,可選RS-232、RS-422或RS-485,接入連接器X3;
● S4擴展接口,可選CAN、RS-422或RS-485,接入連接器X4;
● ETH1、ETH2為2路百兆以太網口,分別接入連接器X10、X11;
● X5為電源連接器。
5. 接口
5.1 以太網接口ETH1、ETH2(X10,X11)
ETH1、ETH2為2路10/100M以太網接口,連接器X10和X11為M12(D編碼)。
雙路以太網接口有兩種工作模式:
● 以太網交換模式:使能內置以太網交換功能;
● 雙IP模式:每個以太網接口擁有獨立的IP地址。
5.2 2路RS-485接口S1、S2(X20、X21)
S1、S2為2路帶隔離半雙工RS-485串口,支持同步HDLC協議和異步UART工作模式,編碼格式支持NRZI、曼徹斯特、差分曼徹斯特、DBPL等。
為了便于RS-485總線的連接和終端匹配,S1、S2一起接入連接器X20(針型)和X21(孔型)。
5.3 RS232/422/485接口S3(X3)
S3為擴展串口,支持同步HDLC協議和異步UART工作模式,編碼格式支持NRZI、曼徹斯特、差分曼徹斯特、DBPL等。
用戶在訂購時可以選擇下列類型中的一種:
● RS-232全雙工
● RS-422全雙工帶隔離
● RS-485半雙工帶隔離
5.4 CAN/422/485接口S4(X4)
S4為擴展接口,用戶可以在出廠時選配為串口或CAN總線接口。在配置為串口時,出廠時可以選擇下列配置中的一種:
● RS-422:全雙工帶隔離
● RS-485:半雙工帶隔離
串口支持同步HDLC協議和異步UART工作模式,編碼格式支持NRZI、曼徹斯特、差分曼徹斯特、DBPL等。
5.5 電源接口(X5)
HDLC-TCMS采用直流電源供電,支持隔離保護和浪涌保護,并提供防反接保護。
根據出廠的配置不同,電源輸入范圍如下表所示:
產品型號 | 標稱值 | 最小值 | 值 |
LV | 24 V | 9V | 36V |
MV | 36V、48V | 18V | 75V |
HV | 72V、96V、110V | 40V | 160V |
X5連接器采用3位5mm端子(Phoenix Contact MSTB 2,5 / 3-GF兼容)。
6. 功能
6.1 串口(S1 ~ S4)工作方式
S1、S2為RS-485半雙工串口,S3出廠時可配置為RS-232/422/485串口,S4出廠時可配置為RS-422/485串口,支持下表所述的同步、異步工作模式。
工作模式 | 描述 | |
同步 | HDLC-NRZI | 基于NRZI編碼的同步HDLC協議 |
HDLC-DBPL | 基于Differential Bi-Phase Level編碼的同步HDLC協議 | |
HDLC-MAN | 基于曼徹斯特編碼(Manchester)的同步HDLC協議 | |
HDLC-DiffMAN | 基于差分曼徹斯特編碼的同步HDLC協議 | |
異步 | 異步UART | 通用異步串口工作模式,類似于通用計算機上的串口 |
異步HDLC | 基于UART的類HDLC通信協議 |
6.2 UDP轉串口、CAN口
借助HDLC-TCMS,計算機或服務器能夠實現同步HDLC、UART或CAN數據發送。
典型的應用如下圖所示。計算機作為UDP Client通過以太網接口發送UDP報文,HDLC-TCMS對UDP報文進行處理,根據配置轉換為HDLC幀、或UART數據、或CAN幀,從串口或CAN口發送出去。
6.3 串口、CAN口轉UDP
HDLC-TCMS通過同步串口接收HDLC幀、通過異步串口接收UART字符串并將其分包、通過CAN口接收CAN幀并組包,將上述數據幀或數據包轉換為UDP報文,然后根據配置將報文通過以太網口發送給計算機或服務器。
6.4 串口轉串口
串口轉串口能夠把串口的輸入數據,轉發到其他串口輸出,主要用于:
● 同步串口、異步串口之間的轉換;
● 串口、CAN總線之間的轉換。
如下面所示配置,串口S1工作在同步HDLC模式,S2工作在異步UART模式。其串口轉串口配置為S1、S2之間的互相轉發,則可以實現同、異步串口之間的數據轉換。
1. 技術規格
項目 | 參數 | 詳細規格 |
RS-485接口 S1、S2 | 連接器 | 1 x DB9 針型(X20)+ 1 x DB9 孔型(X21) |
接口類型 | RS-485半雙工帶隔離串口 | |
工作模式 | 同步HDLC、異步UART | |
編碼格式 | NRZI、DBPL(Differential Bi-Phase Level)、曼徹斯特(Manchester)、差分曼徹斯特(Differential Manchester) | |
波特率 | 同步 ≤ 6 Mbps | |
異步 ≤ 3 Mbps | ||
隔離保護 | 2.5 kVrms | |
擴展接口 S3 | 連接器 | 1 x DB9 針型(X3) |
接口類型(三選一) | RS-232全雙工串口 | |
RS-422全雙工帶隔離串口 | ||
RS-485半雙工帶隔離串口 | ||
工作模式 | 同步HDLC、異步UART | |
編碼格式 | NRZI、DBPL(Differential Bi-Phase Level)、曼徹斯特(Manchester)、差分曼徹斯特(Differential Manchester) | |
波特率 | 同步 ≤ 6 Mbps | |
異步 ≤ 3 Mbps | ||
隔離保護 | 2.5 kVrms | |
擴展接口 S4 | 連接器 | 1 x DB9 針型(X4) |
接口類型(三選一) | CAN總線隔離接口(CAN 2.0A、CAN2.0B,ISO 11898) | |
RS-422全雙工帶隔離串口 | ||
RS-485半雙工帶隔離串口 | ||
工作模式 | 同步HDLC、異步UART | |
編碼格式 | NRZI、DBPL(Differential Bi-Phase Level)、曼徹斯特(Manchester)、差分曼徹斯特(Differential Manchester) | |
波特率 | 串口 同步 ≤ 6 Mbps | |
串口 異步 ≤ 3 Mbps | ||
CAN:50 Kbps ~ 1 Mbps | ||
隔離保護 | 2.5 kVrms | |
以太網接口ETH1、ETH2 | 連接器 | 2 x M12 (D編碼孔型) |
功能 | 支持以太網交換、支持VLAN、支持雙IP | |
速率 | 10/100 Mbps,支持MDI/MDIX自適應 | |
網絡協議 | TCP/IP | |
編程接口 | UDP Server、UDP Client 支持單播/組播/廣播 | |
隔離保護 | 1.5 kVrms | |
配置管理 | 配置工具 | yacer-DMS配置管理軟件 |
配置接口 | 以太網接口 | |
電源 | 供電電壓 | LV:標稱24 V,范圍9 ~ 36VDC |
MV:標稱36V、48V,范圍18 ~ 75VDC | ||
HV:標稱72V、96V、110V,范圍40 ~ 160VDC | ||
隔離保護 | > 1.5 kV,支持防反接保護 | |
功耗 | < 3 W | |
電源接口 | 3位5mm端子(Phoenix Contact MSTB 2,5 / 3-GF兼容) | |
機械特性 | 尺寸 | 高 x 寬 x 深:124 mm x 36 mm x 104 mm |
重量 | 500g | |
工作環境 | 工作溫度 | -40 ~ +75℃ |
存儲溫度 | -40 ~ +85℃ | |
工作濕度 | 5 ~ 95% RH(無凝結) |
2. 機械尺寸


3. 單板尺寸

4. 管腳定義
4.1 X10, X11管腳定義
X10、X11管腳定義如下:
X10、X11 M12管腳 | 信號名稱 |
1 | Tx+ |
3 | Tx- |
2 | Rx+ |
4 | Rx- |
4.2 X20,X21管腳定義
接口S1、S2同時接入X20、X21連接器。
連接器型號如下表所示:
連接器管腳定義如下表:
DB9 管腳 | X20(針型) 信號名稱 | X21(孔型) 信號名稱 | 信號描述 |
1 | S1_Data + | S1_Data + | 串口S1 RS-485 Data + |
2 | S1_Data - | S1_Data - | 串口S1 RS-485 Data - |
3 | ISO_GND | ISO_GND | 隔離地 |
4 | S2_Data + | S2_Data + | 串口S2 RS-485 Data + |
5 | S2_Data - | S2_Data - | 串口S2 RS-485 Data - |
6 | S1_Term + | S1_Term + | 短接1-6,2-7使能串口S1的終端匹配 |
7 | S1_Term - | S1_Term - | |
8 | S2_Term + | S2_Term + | 短接4-8,5-9使能串口S2的終端匹配 |
9 | S2_Term - | S2_Term - |
4.3 X3接口定義
S3連接器X3采用DB9針型連接器,管腳定義如下:
DB9 針型 | RS-232 全雙工 | RS-422 全雙工 | RS-485 半雙工 |
1 |
|
|
|
2 | RXD |
|
|
3 | TXD | ISO_GND | ISO_GND |
4 |
| TXD + | Data + |
5 | GND | TXD - | Data - |
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
8 |
| RXD + | 終端匹配使能 + |
9 |
| RXD - | 終端匹配使能 - |
4.4 X4管腳定義
S4連接器X4為DB9針型連接器,管腳定義如下:
DB9針型 | CAN | RS-422全雙工 | Rs-485半雙工 |
1 | 終端匹配使能 + |
|
|
2 | CAN_L |
|
|
3 | ISO_GND | ISO_GND | ISO_GND |
4 |
| TXD + | Data + |
5 |
| TXD - | Data - |
6 | 終端匹配使能 - |
|
|
7 | CAN_H |
|
|
8 |
| RXD + | 終端匹配使能 + |
9 |
| RXD - |
|
4.5 X5接口定義
X5連接器采用3位5mm端子(Phoenix Contact MSTB 2,5 / 3-GF兼容)。
Pin | 信號名稱 | 描述 |
1 | V+ | 電源正 + |
2 | CASE | 保護地 |
3 | V- | 電源負 - |