自適應(yīng)can總線波特率轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種總線波特率轉(zhuǎn)換器，包括CPU處理器、兩個CAN口接口保護(hù)器1、2，兩個CAN隔離收發(fā)器1、2，兩個CAN控制器1、2，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器和供電電源。本發(fā)明解決了CAN系統(tǒng)中主控制器與從節(jié)點之間可以實現(xiàn)多種波特率通信的問題，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)的不足；增加了CAN總線系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性，CAN口接口保護(hù)器1固定在1Mbps，CAN口接口保護(hù)器2在5Kbps~500Kbps之間自適應(yīng)設(shè)定；降低了CAN總線系統(tǒng)應(yīng)用的電纜成本和施工成本；支持CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展模式，使用范圍廣，適合推廣使用。
【專利說明】自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換器，特別涉及一種自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著CAN總線技術(shù)在工業(yè)控制、工業(yè)儀表、汽車電子廣泛應(yīng)用，也就出現(xiàn)了各種各樣CAN總線轉(zhuǎn)換器，如CAN總線以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器、CAN總線RS485/232轉(zhuǎn)換器、CAN總線USB轉(zhuǎn)換器、CAN總線光纖轉(zhuǎn)換器等；但所有這些轉(zhuǎn)換器都是建立在CAN總線控制系統(tǒng)中主控制器與從節(jié)點之間只能用同一波特率進(jìn)行通信；CAN總線在不同波特率下允許的最大通訊距離是:10km (5Kbps)、6.7km (10Kbps)>3.3km (20Kbps)、1.3km (50Kbps)、620m (100Kbps)、530m (125Kbps),270m (250Kbps)、130m (500Kbps),40m (1Mbps)。
[0003]根據(jù)波特率與最大通訊距離的關(guān)系，在CAN總線控制系統(tǒng)中只要有一個從節(jié)點的通訊距離大于270m小于530m，主控制器就只能用125Kbps的波特率與所有從節(jié)點進(jìn)行通訊，使整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性降低。
[0004]現(xiàn)有各種CAN總線轉(zhuǎn)換器都只能進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，不能進(jìn)行波特率轉(zhuǎn)換，CAN總線光纖轉(zhuǎn)換器也只能是對通信距離的延生，不能進(jìn)行波特率轉(zhuǎn)換。CAN總線光纖轉(zhuǎn)換器雖然可以遠(yuǎn)距離通信又不降低通信速度，但是一用就需要一對，成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就在于提供一種自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器，解決了 CAN系統(tǒng)中主控制器與從節(jié)點之間可以實現(xiàn)多種波特率通信的問題，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的:本發(fā)明的自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器，包括CPU處理器、兩個CAN 口接口保護(hù)器1、2，兩個CAN隔離收發(fā)器1、2，兩個CAN控制器1、2，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器和供電電源；
CAN 口接口保護(hù)器1、2，CAN 口接口保護(hù)器I 一端通過總線與主控制器相連，另一端與CAN隔離收發(fā)電路I相連，CAN 口接口保護(hù)器2 —端與CAN隔離收發(fā)電路2相連，另一端與從節(jié)點相連，用于防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN隔離收發(fā)電路；
CAN隔離收發(fā)電路1、2，CAN隔離收發(fā)電路I與CAN控制器I相連，CAN隔離收發(fā)電路2與CAN控制器2相連，用于將電平信號與總線信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，同時防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN控制器和CPU處理器；
CAN控制器1、2，CAN控制器1、2均與CPU處理器相連，自動接收總線數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU處理器；
CPU處理器，先接收CAN控制器I數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后再通過CAN控制器2將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上連接的從節(jié)點；再接收CAN控制器2數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后再通過CAN控制器I將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上連接的主控制器；
看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器與CPU處理器相連，看門狗復(fù)位保護(hù)用于對CPU進(jìn)行自動復(fù)位；配置參數(shù)掉電保護(hù)為一個EEPROM存儲器，具有掉電數(shù)據(jù)記憶功能，用于保存配置參數(shù)；
供電電源，為整個電路元器件供電。
[0007]作為優(yōu)選，所述供電電源內(nèi)設(shè)有過壓與過流保護(hù)電路，用于對電源進(jìn)行過壓和過流保護(hù)。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:1)增加了 CAN總線系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性，在同一總線中主控制器與近距離從節(jié)點之間高速通信，與遠(yuǎn)距離從節(jié)點之間低速通信，既保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而且成本低廉；CAN 口接口保護(hù)器I固定在1Mbps，CAN 口接口保護(hù)器2在5Kbps?500Kbps之間自適應(yīng)設(shè)定；2)降低了 CAN總線系統(tǒng)應(yīng)用的電纜成本和施工成本；3)支持CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展模式，使用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的功能框圖；
圖2為本發(fā)明使用時的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0011]參見圖1和圖2，本發(fā)明的自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器，包括CPU處理器、兩個CAN 口接口保護(hù)器1、2，兩個CAN隔離收發(fā)器1、2，兩個CAN控制器1、2，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器和供電電源；
CAN 口接口保護(hù)器1、2，CAN 口接口保護(hù)器I 一端通過總線與主控制器相連，另一端與CAN隔離收發(fā)電路I相連，CAN 口接口保護(hù)器2 —端與CAN隔離收發(fā)電路2相連，另一端與從節(jié)點相連，用于防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN隔離收發(fā)電路；
CAN隔離收發(fā)電路1、2，CAN隔離收發(fā)電路I與CAN控制器I相連，CAN隔離收發(fā)電路2與CAN控制器2相連，用于將電平信號與總線信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，將CAN控制器與CAN隔離收發(fā)電路之間傳遞的電平信號轉(zhuǎn)換成CAN隔離收發(fā)電路與CAN 口接口保護(hù)器之間傳遞的總線信號或者將CAN隔離收發(fā)電路與CAN 口接口保護(hù)器之間傳遞的總線信號轉(zhuǎn)換成CAN控制器與CAN隔離收發(fā)電路之間傳遞的電平信號，防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN控制器和CPU處理器；同時防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN控制器和CPU處理器；CAN控制器1、2，CAN控制器1、2均與CPU處理器相連，自動接收總線數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU處理器；自動從總線接收數(shù)據(jù)存放到緩沖區(qū)，接收完一幀數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生一個中斷請求信號通知CPU處理器讀出數(shù)據(jù)，CPU處理器接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)自動發(fā)送到總線；
CPU處理器，先接收CAN控制器I數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后再通過CAN控制器2將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上連接的從節(jié)點；再接收CAN控制器2數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后再通過CAN控制器I將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上連接的主控制器；讀取小于等于500Kbps總線端所掛從節(jié)點的地址、通信距離配置參數(shù)，根據(jù)配置參數(shù)自動調(diào)整CAN控制器2的收發(fā)波特率，把CAN控制器I的收發(fā)波特率設(shè)置為1Mbps，然后把從CAN控制器I的緩沖區(qū)接收的數(shù)據(jù)讀出進(jìn)行處理后，再傳送到CAN控制器2的緩沖區(qū)，由CAN控制器2自動發(fā)送到總線上連接的從節(jié)點；再把從CAN控制器2的緩沖區(qū)接收的數(shù)據(jù)讀出進(jìn)行處理后，再傳送到CAN控制器I的緩沖區(qū)，由CAN控制器I自動發(fā)送到總線上連接的主控制器；
看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器與CPU處理器相連，看門狗復(fù)位保護(hù)用于對CPU處理器進(jìn)行自動復(fù)位，在運行中如果CPU處理器遇到某種特殊情況影響程序正常時，對CPU處理器進(jìn)行自動復(fù)位；配置參數(shù)掉電保護(hù)為一個EEPROM存儲器，具有掉電數(shù)據(jù)記憶功能，用于保存配置參數(shù)；
供電電源，為整個電路元器件供電，所述供電電源內(nèi)設(shè)有過壓與過流保護(hù)電路，用于對電源進(jìn)行過壓和過流保護(hù)。
[0012]在CAN總線系統(tǒng)中必須有主控制器和從節(jié)點才能構(gòu)成一個系統(tǒng)，主控制器與從節(jié)點之間距離≤40m時，從節(jié)點與主控制器用IMbps的波特率通信；主控制器與從節(jié)點之間距離MOm時，使用CAN波特率轉(zhuǎn)換器，CAN波特率轉(zhuǎn)換器與主控制器用IMbps的波特率通信，CAN波特率轉(zhuǎn)換器與從節(jié)點之間用< 500Kbps的波特率通信，并可根據(jù)距離自動調(diào)整通信速率即波特率。兩個CAN控制器1、2由CPU處理器控制數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送速率，CAN 口接口保護(hù)器I采用固定IMbps通訊速率收發(fā)數(shù)據(jù)，CAN 口接口保護(hù)器2由CPU處理器判斷可在5Kbps-500Kbps之間自適應(yīng)建立一種通訊速率收發(fā)數(shù)據(jù)，自適應(yīng)的方法是首先以500Kbps通訊速率向每個從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，看每個從節(jié)點是否能正確響應(yīng)，若不能正確響應(yīng)，再以250Kbps通訊速率向每個從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù),看每個從節(jié)點是否能正確響應(yīng),若不能正確響應(yīng)，再以125Kbps通訊速率向每個從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，看每個從節(jié)點是否能正確響應(yīng)，以此類推直到每個從節(jié)點都能正確響應(yīng)為止。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器，其特征在于:包括CPU處理器、兩個CAN 口接口保護(hù)器1、2，兩個CAN隔離收發(fā)器1、2，兩個CAN控制器1、2，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器和供電電源； CAN 口接口保護(hù)器1、2，CAN 口接口保護(hù)器I 一端通過總線與主控制器相連，另一端與CAN隔離收發(fā)電路I相連，CAN 口接口保護(hù)器2 —端與CAN隔離收發(fā)電路2相連，另一端與從節(jié)點相連，用于防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN隔離收發(fā)電路； CAN隔離收發(fā)電路1、2，CAN隔離收發(fā)電路I與CAN控制器I相連，CAN隔離收發(fā)電路2與CAN控制器2相連，用于將電平信號與總線信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，同時防止EMC高壓信號通過總線進(jìn)入損壞CAN控制器和CPU處理器； CAN控制器1、2，CAN控制器1、2均與CPU處理器相連，自動接收總線數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU處理器； CPU處理器，先接收CAN控制器I數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后再通過CAN控制器2將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上連接的從節(jié)點；再接收CAN控制器2數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后再通過CAN控制器I將數(shù)據(jù)發(fā)送至總線上連接的主控制器； 看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器，看門狗復(fù)位與配置參數(shù)掉電保護(hù)器與CPU處理器相連，看門狗復(fù)位保護(hù)用于對CPU進(jìn)行自動復(fù)位；配置參數(shù)掉電保護(hù)為一個EEPROM存儲器，具有掉電數(shù)據(jù)記憶功能，用于保存配置參數(shù)； 供電電源，為整個電路元器件供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)CAN總線波特率轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述供電電源內(nèi)設(shè)有過壓與過流保護(hù)電路，用于對電源進(jìn)行過壓和過流保護(hù)。
【文檔編號】G05B19/418GK103777576SQ201210395886
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】謝云山, 劉春雷, 蔣濟(jì)友, 周勇, 劉一兵, 黃曉峰, 萬平, 石祥聰 申請人:重慶工業(yè)自動化儀表研究所