一種can總線信號收發(fā)解析工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車電子【技術領域】，具體地說是一種CAN總線信號收發(fā)解析工具。本發(fā)明同現有技術相比，設計了CAN總線信號收發(fā)解析工具的結構以及時鐘電路、JTAG接口電路、數據緩沖電路、USB接口轉串口電路、CAN總線通訊電路的內部電路結構，從而實現CAN消息的發(fā)送和實時接收以及CAN消息的解析。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車電子【技術領域】，具體地說是一種CAN總線信號收發(fā)解析工具。 一種CAN總線信號收發(fā)解析工具
【背景技術】
[0002] 目前，CAN總線信號調試工具數量有限，價格昂貴，且被國外公司壟斷，同時，一些 CAN總線信號調試工具不具備信號解析功能，不便于使用。
[0003] 為了在測試EPS電子助力轉向系統(tǒng)時，方便在車載通信相關試驗和測試應用方面 對CAN總線信號進行收發(fā)和解析，需要設計一種能夠實現CAN消息的發(fā)送和實時接收，并實 現CAN消息解析的CAN總線信號收發(fā)解析工具。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足，提供了一種能夠實現CAN消息的發(fā)送和實 時接收，并實現CAN消息解析的CAN總線信號收發(fā)解析工具。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明包括設計了一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征 在于：上位機通過USB連接線與下位機的USB接口連接，下位機包括USB接口、MCU單片機、 時鐘電路、JTAG接口電路、數據緩沖電路、USB接口轉串口電路和CAN總線通訊電路，USB接 口分別與MCU單片機的VDDPB端以及USB接口轉串口電路的USB接口端連接，USB接口轉 串口電路的通道一與數據緩沖電路的一端連接，數據緩沖電路的另一端與MCU單片機的1/ 〇端連接，USB接口轉串口電路的通道二與MCU單片機的P7. 3端和P7. 4端連接，MCU單片 機的XTAL1端以及XTAL2端分別與時鐘電路的兩端連接，MCU單片機的另一 I/O端與JTAG 接口電路連接，MCU單片機的P2. 2端和P2. 4端與CAN總線通訊電路的輸入端連接，MCU單 片機的P2. 5端和P2. 6端與CAN總線通訊電路的輸出端連接。
[0006] 所述的MCU單片機為型號為XC2365B-40F80L的16位單片機，MCU單片機的VDDPB 端與5V電源端連接。
[0007] 所述的時鐘電路包括晶體振蕩器、電容C5和電容C9,晶體振蕩器的一端分別與電 容C9的一端以及MCU單片機的XTAL1端連接，晶體振蕩器的另一端分別與電容C5的一端 以及MCU單片機的XTAL2端連接，電容C9的另一端以及電容C5的另一端接地。
[0008] 所述的JTAG接口電路包括連接端子0⑶S、電阻、電容、二極管和三極管，八個上拉 電阻的一端與5V電源端連接，五個上拉電阻的另一端分別與五個電阻的一端連接，五個上 拉電阻與五個電阻之間的連接線上分別設有MCU單片機的P10. 0端、P10. 1端、P10. 2端、 P10. 3端以及P10. 4端，五個電阻的另一端接地，另兩個上拉電阻的另一端分別與MCU單片 機的P10. 5端以及P10. 6端連接，另一個上拉電阻的另一端與發(fā)光二極管LED0的陽極連 接，發(fā)光二極管LED0的陰極以及MCU單片機的P10. 7端連接后接地，連接端子0⑶S的TMS 端與MCU單片機的P5. 4端連接，連接端子0⑶S的TD0端與MCU單片機的P7. 0端連接，連接 端子0⑶S的TDI端與MCU單片機的P5. 2端連接，連接端子0⑶S的TCLK端與MCU單片機 的P2. 9端連接，連接端子0⑶S的BRK0UT端與MCU單片機的P10. 11端連接，連接端子0⑶S 的BRKIN端與MCU單片機的P5. 10端連接，連接端子0⑶S的TRST端分三路分別與MCU單片 機的TRST端、電阻R6的一端以及電阻R7的一端連接，電阻R6的另一端與5V電源端連接， 電阻R7的另一端接地，連接端子0⑶S的P0RST端分五路分別與MCU單片機的P0RST端、電 阻R49的一端、電阻R51的一端、電阻R52的一端以及電容C34的一端連接，電阻R51的另 一端與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極串聯(lián)電阻R48后，與發(fā)光二極管D6的陰 極連接，電阻R49的另一端以及發(fā)光二極管D6的陽極分別與5V電源端連接，三極管Q3的 集電極、電阻R52的另一端以及電容C34的另一端分別接地。
[0009] 所述的數據緩沖電路包括兩個三態(tài)緩沖芯片，電阻和二極管，三態(tài)緩沖芯片一的 型號為SN74AHC244PW，三態(tài)緩沖芯片二的型號為SN74LVC1T4OTBV，三態(tài)緩沖芯片一的1Y1 端串聯(lián)電阻R61后，與MCU單片機的P2. 9端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1Y2端串聯(lián)電阻R60 后，與MCU單片機的P5. 2端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1Y3端串聯(lián)電阻R59后，與MCU單片機 的P5. 4端連接，三態(tài)緩沖芯片一的2Y1端串聯(lián)電阻R16后，與MCU單片機的TRST端連接， 三態(tài)緩沖芯片一的2Y2端與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽極與MCU單片機的P0RST 端連接，三態(tài)緩沖芯片一的兩個G端連接后分五路分別與電阻R8的一端、電阻R4的一端、 電阻R10的一端、電阻R11的一端以及功率管Q1的源極連接，電阻R8的另一端與發(fā)光二極 管D1的陰極連接，功率管Q1的門極與電阻R9的一端連接，功率管Q1的漏電極與功率管Q2 的漏電極連接，功率管Q2的門極與電阻R1的一端連接，功率管Q2的源極與電阻R10的另 一端連接后，與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS4端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A1端與接口 轉換芯片FT2232D的ADBUS0端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A2端與接口轉換芯片FT2232D的 ADBUS1端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A3端與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS3端連接，三態(tài) 緩沖芯片一的2A1端與接口轉換芯片FT2232D的ACBUS0端連接，三態(tài)緩沖芯片一的2A2端 與接口轉換芯片FT2232D的ACBUS1端連接，發(fā)光二極管D1的陽極、電阻R4的另一端以及 電阻R9的另一端分別與5V電源端連接，電阻R1的另一端與USB電源端連接，電阻R11的 另一端接地，三態(tài)緩沖芯片二的VCCA端與USB電源端連接，三態(tài)緩沖芯片二的VCCB端與5V 電源端連接，三態(tài)緩沖芯片二的A端與接口轉換芯片FT2232D的ACBUS2端連接，三態(tài)緩沖 芯片二的B端串聯(lián)電阻R58后，與Μ⑶單片機的P7. 0端連接，三態(tài)緩沖芯片二的DIR端串 聯(lián)電阻R21后接地。
[0010] 所述的USB接口轉串口電路包括電可擦可編程只讀存儲器93LC46B、接口轉換芯 片FT2232D和USB接口，接口轉換芯片FT2232D的BDBUS0端與電阻R19連接后，與MCU單 片機的P7. 4端連接，接口轉換芯片FT2232D的BDBUS1端與電阻R20連接后，與MCU單片機 的P7. 3端連接，接口轉換芯片FT2232D的USBDM端串聯(lián)電阻R12后，與USB接口的2號端 口連接，接口轉換芯片FT2232D的RST0UT端串聯(lián)電阻R18后，分別與接口轉換芯片FT2232D 的USBDP端以及電阻R15的一端連接，電阻R15的另一端與USB接口的3號端口連接，USB 接口的1號端口串聯(lián)電容C14后接地，USB接口的4號端口接地，接口轉換芯片FT2232D的 EECS端與電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的CS端連接，接口轉換芯片FT2232D的EESK 端與電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的CLK端連接，接口轉換芯片FT2232D的EEDATA端 分兩路分別與電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的DI端以及電阻R28的一端連接，電阻 R28的另一端與電阻R27的一端以及電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的D0端連接，電阻 R27的另一端與USB電源端連接，電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的VSS端接地，電可擦 可編程只讀存儲器93LC46B的VCC端與USB電源端連接。
[0011] 所述的CAN總線通訊電路包括兩個通信收發(fā)器、CAN網絡接口和電阻，兩個通信收 發(fā)器的型號為TLE6251，CAN網絡接口的10號端口和11號端口接地，CAN網絡接口的2號端 口分兩路分別與電阻R47的一端以及電阻R57的一端連接，電阻R47的另一端分兩路分別 與電阻R46的一端以及通信收發(fā)器一的CANL端連接，電阻R46的另一端串聯(lián)電阻R45后，分 三路分別與電阻R43的一端、通信收發(fā)器一的SPLIT端以及電容C32的一端連接，電容C32 的另一端接地，電阻R43的另一端分兩路分別與電阻R42的一端以及通信收發(fā)器一的CANH 端連接，通信收發(fā)器一的STB端串聯(lián)電阻R44后接地，通信收發(fā)器一的VCC端與5V電源端 連接，通信收發(fā)器一的TXD端與MCU單片機的P2. 2端連接，通信收發(fā)器一的RXD端與MCU 單片機的P2. 4端連接，通信收發(fā)器一的GND端接地，CAN網絡接口的7號端口分兩路分別與 電阻R42的另一端以及電阻R50的一端連接，電阻R57的另一端分兩路分別與電阻R56的 一端以及通信收發(fā)器二的CANL端連接，電阻R56的另一端串聯(lián)電阻R55后，分三路分別與 電阻R53的一端、通信收發(fā)器二的SPLIT端以及電容C35的一端連接，電容C35的另一端接 地，電阻R53的另一端分兩路分別與電阻R50的另一端以及通信收發(fā)器二的CANH端連接， 通信收發(fā)器二的STB端串聯(lián)電阻R54后接地，通信收發(fā)器二的VCC端與5V電源端連接，通 信收發(fā)器二的TXD端與MCU單片機的P2. 5端連接，通信收發(fā)器二的RXD端與MCU單片機的 P2. 6端連接，通信收發(fā)器二的GND端接地。
[0012] 所述的上位機依次完成如下補步驟：步驟一，對用戶界面初始化，恢復界面中各控 件的默認值，步驟二，等待用戶選擇合適的電腦串口，并對所選串口進行初始化配置，若該 串口配置成功，則退出等待循環(huán)并點亮用戶界面連接指示燈，若等待過程中，收到停止按鈕 信號，則終止程序，步驟三，將用戶命令與下位機信號相互轉化，若出現連接中斷或連接故 障信號，則終止程序。
[0013] 本發(fā)明同現有技術相比，設計了 CAN總線信號收發(fā)解析工具的結構以及時鐘電 路、JTAG接口電路、數據緩沖電路、USB接口轉串口電路、CAN總線通訊電路的內部電路結 構，從而實現CAN消息的發(fā)送和實時接收以及CAN消息的解析。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明的MCU單片機示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明的MCU單片機供電及時鐘電路圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明的JTAG接口配置示意圖。
[0018] 圖5為本發(fā)明的JTAG接口電路圖。
[0019] 圖6為本發(fā)明的數據緩沖電路圖。
[0020] 圖7為本發(fā)明的USB接口轉串口電路圖。
[0021] 圖8為本發(fā)明的CAN總線通訊電路圖。
[0022] 圖9為本發(fā)明的操作流程圖。
[0023] 圖10為本發(fā)明的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 現結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。
[0025] 參見圖1，本發(fā)明是一種CAN總線信號收發(fā)解析工具。上位機1通過USB連接線與 下位機2的USB接口 3連接，下位機2包括USB接口 3、MCU單片機4、時鐘電路5、JTAG接 口電路6、數據緩沖電路7、USB接口轉串口電路8和CAN總線通訊電路9, USB接口 3分別 與MCU單片機4的VDDPB端以及USB接口轉串口電路8的USB接口端連接，USB接口轉串 口電路8的通道一與數據緩沖電路7的一端連接，數據緩沖電路7的另一端與MCU單片機4 的I/O端連接，USB接口轉串口電路8的通道二與MCU單片機4的P7. 3端和P7. 4端連接， MCU單片機4的XTAL1端以及XTAL2端分別與時鐘電路5的兩端連接，MCU單片機4的另一 I/O端與JTAG接口電路6連接，MCU單片機4的P2. 2端和P2. 4端與CAN總線通訊電路9 的輸入端連接，MCU單片機4的P2. 5端和P2. 6端與CAN總線通訊電路9的輸出端連接。
[0026] 參見圖2, MCU單片機為英飛凌公司生產的型號為XC2365B-40F80L的16位單片 機，最高主頻為80MHZ，具有兩個9通道的10位AD轉換器、一個16通道輸入捕獲和輸出比 較模塊，5個定時器，2路CAN，4路串行通訊接口。MCU單片機的P2. 2端和P2. 4端分別是 CAN總線通訊電路中通信收發(fā)器一的發(fā)送和接收引腳，MCU單片機的P2. 5端和P2. 6端分別 是CAN總線通訊電路中通信收發(fā)器二的發(fā)送和接收引腳，MCU單片機的P7. 3端和P7. 4端 是USB接口轉串口電路與下位機之間串口通信引腳。MCU單片機的P10.0端?P10. 7端、 P5. 2端、P5. 4端、P5. 10端、P7. 0端、P2. 9端和P10. 11端是與串口信號通信相關的接口。
[0027] 參見圖3,主要涵蓋了 MCU單片機的電源引腳分布及時鐘電路，MCU單片機的VDDPB 端與5V電源端連接。時鐘電路包括晶體振蕩器、電容C5和電容C9,晶體振蕩器的一端分 別與電容C9的一端以及MCU單片機的XTAL1端連接，晶體振蕩器的另一端分別與電容C5 的一端以及MCU單片機的XTAL2端連接，電容C9的另一端以及電容C5的另一端接地。電 容C5和電容C9是晶體振蕩器的匹配電容，保證振蕩頻率在標稱頻率的誤差范圍內，最小為 18pf，本發(fā)明的是22pf。
[0028] 參見圖4, JTAG接口電路包括連接端子0⑶S、電阻、電容、二極管和三極管，八個上 拉電阻的一端與5V電源端連接，五個上拉電阻的另一端分別與五個電阻的一端連接，五個 上拉電阻與五個電阻之間的連接線上分別設有MCU單片機的P10. 0端、P10. 1端、P10. 2端、 P10. 3端以及P10. 4端，五個電阻的另一端接地，另兩個上拉電阻的另一端分別與MCU單片 機的P10. 5端以及P10. 6端連接，另一個上拉電阻的另一端與發(fā)光二極管LED0的陽極連 接，發(fā)光二極管LED0的陰極以及MCU單片機的P10. 7端連接后接地。
[0029] 連接端子0⑶S可以為MCU單片機提供多種的調試模式，既可以通過配置DAP管腳 進行下載調試，也可以通過JTAG管腳進行下載調試。通過配置MCU單片機的P10. 0端到 P10. 3端，使其始終為高電平5V，就可以使MCU單片機進入默認的JTAG調試模式。上拉電 阻的阻值為1500歐姆，一方面可以使MCU單片機的P10. 0端到P10. 3端的電平持續(xù)為高電 平5V，另一方面也可以限制流入MCU單片機管腳的電流，起到保護作用。220歐姆的電阻也 是用于配置MCU單片機管腳電平的，可以使MCU單片機的P10. 0端到P10. 3端的電平持續(xù) 為低電平0V。本發(fā)明中，默認使MCU單片機的P10. 0端到P10. 3端始終為高電平。
[0030] 參見圖5,連接端子0⑶S的TMS端與MCU單片機的P5. 4端連接，連接端子0⑶S的 TD0端與MCU單片機的P7. 0端連接，連接端子0⑶S的TDI端與MCU單片機的P5. 2端連接， 連接端子0CDS的TCLK端與MCU單片機的P2. 9端連接，連接端子0CDS的BRK0UT端與MCU 單片機的Pio. 11端連接，連接端子0⑶s的BRKIN端與MCU單片機的P5. 10端連接，連接端 子0⑶S的TRST端分三路分別與MCU單片機的TRST端、電阻R6的一端以及電阻R7的一端 連接，電阻R6的另一端與5V電源端連接，電阻R7的另一端接地，連接端子0⑶S的P0RST 端分五路分別與MCU單片機的P0RST端、電阻R49的一端、電阻R51的一端、電阻R52的一 端以及電容C34的一端連接，電阻R51的另一端與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射 極串聯(lián)電阻R48后，與發(fā)光二極管D6的陰極連接，電阻R49的另一端以及發(fā)光二極管D6的 陽極分別與5V電源端連接，三極管Q3的集電極、電阻R52的另一端以及電容C34的另一端 分別接地。
[0031] 連接端子0⑶S是調試器的連接端子，電阻R49和電容C34是MCU單片機的上電復 位電路。MCU單片機上電復位后，通過上拉電阻R49,將復位管腳始終上拉至高電平，保證 MCU單片機始終處于正常工作狀態(tài)。下載程序時，P0RST端電平會出現高低的轉換，通過發(fā) 光二極管D6可以用于指示目前程序正在下載中。電阻R51是用于限制三極管Q3基極的電 流，同時也起到了保證三極管Q3可以在飽和區(qū)和截止區(qū)的轉換。電阻R48起到了限制三極 管Q3集電極電流的作用。
[0032] 參見圖6,數據緩沖電路包括兩個三態(tài)緩沖芯片，電阻和二極管，三態(tài)緩沖芯片一 的型號為SN74AHC244PW，三態(tài)緩沖芯片二的型號為SN74LVC1T4OTBV，它們起到了接口轉換 芯片FT2232D與MCU單片機信號之間的緩沖和隔離作用。三態(tài)緩沖芯片一的1Y1端串聯(lián)電 阻R61后，與MCU單片機的P2. 9端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1Y2端串聯(lián)電阻R60后，與MCU 單片機的P5. 2端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1Y3端串聯(lián)電阻R59后，與MCU單片機的P5. 4端 連接，三態(tài)緩沖芯片一的2Y1端串聯(lián)電阻R16后，與MCU單片機的TRST端連接，三態(tài)緩沖芯 片一的2Y2端與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽極與MCU單片機的P0RST端連接，三 態(tài)緩沖芯片一的兩個G端連接后分五路分別與電阻R8的一端、電阻R4的一端、電阻R10的 一端、電阻R11的一端以及功率管Q1的源極連接，電阻R8的另一端與發(fā)光二極管D1的陰 極連接，功率管Q1的門極與電阻R9的一端連接，功率管Q1的漏電極與功率管Q2的漏電極 連接，功率管Q2的門極與電阻R1的一端連接，功率管Q2的源極與電阻R10的另一端連接 后，與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS4端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A1端與接口轉換芯片 FT2232D的ADBUS0端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A2端與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS1 端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A3端與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS3端連接，三態(tài)緩沖芯 片一的2A1端與接口轉換芯片FT2232D的ACBUS0端連接，三態(tài)緩沖芯片一的2A2端與接口 轉換芯片FT2232D的ACBUS1端連接，發(fā)光二極管D1的陽極、電阻R4的另一端以及電阻R9 的另一端分別與5V電源端連接，電阻R1的另一端與USB電源端連接，電阻R11的另一端接 地，三態(tài)緩沖芯片二的VCCA端與USB電源端連接，三態(tài)緩沖芯片二的VCCB端與5V電源端 連接，三態(tài)緩沖芯片二的A端與接口轉換芯片FT2232D的ACBUS2端連接，三態(tài)緩沖芯片二 的B端串聯(lián)電阻R58后，與MCU單片機的P7. 0端連接，三態(tài)緩沖芯片二的DIR端串聯(lián)電阻 R21后接地。
[0033] 參見圖7, USB接口轉串口電路包括電可擦可編程只讀存儲器93LC46B、接口轉換 芯片FT2232D和USB接口，接口轉換芯片FT2232D的BDBUS0端與電阻R19連接后，與MCU單 片機的P7. 4端連接，接口轉換芯片FT2232D的BDBUS1端與電阻R20連接后，與MCU單片機 的P7. 3端連接，接口轉換芯片FT2232D的USBDM端串聯(lián)電阻R12后，與USB接口的2號端 口連接，接口轉換芯片FT2232D的RSTOUT端串聯(lián)電阻R18后，分別與接口轉換芯片FT2232D 的USBDP端以及電阻R15的一端連接，電阻R15的另一端與USB接口的3號端口連接，USB 接口的1號端口串聯(lián)電容C14后接地，USB接口的4號端口接地，接口轉換芯片FT2232D的 EECS端與電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的CS端連接，接口轉換芯片FT2232D的EESK 端與電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的CLK端連接，接口轉換芯片FT2232D的EEDATA端 分兩路分別與電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的DI端以及電阻R28的一端連接，電阻 R28的另一端與電阻R27的一端以及電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的DO端連接，電阻 R27的另一端與USB電源端連接，電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的VSS端接地，電可擦 可編程只讀存儲器93LC46B的VCC端與USB電源端連接。
[0034] USB接口轉串口電路把接收到的上位機的USB信號轉化為串口信號并將接收下位 機的串口信號轉化為USB信號發(fā)給上位機。有關接口轉換芯片FT2232D的配置會存儲在電 可擦可編程只讀存儲器93LC46B中，另一方面，必須使電可擦可編程只讀存儲器93LC46B與 接口轉換芯片FT2232D相連接，否則接口轉換芯片FT2232D會進入默認的USB轉通用10 口 的功能，從而達不到本發(fā)明的設計要求。串口信號端有兩個通道，即通道一和通道二。通道 一的串口信號通過數據緩存電路傳遞給MCU單片機，實現通過串口燒寫程序的功能。通道 二輸出的串口信號直接與MCU單片機的P7. 3端和P7. 4端連接，實現數據傳輸。
[0035] 參見圖8，CAN總線通訊電路包括兩個通信收發(fā)器、CAN網絡接口和電阻，兩個通信 收發(fā)器采用英飛凌的型號為TLE6251的芯片，芯片通訊速率最高可以達到IMbuad，并且具 有較少的電磁輻射以及較高的抗電磁干擾能力，同時也具有短路保護功能、過溫保護功能， 瞬態(tài)抑制功能。通信收發(fā)器一負責接收數據，通信收發(fā)器二負責發(fā)送數據，可以加快MCU單 片機處理數據的速率,保證上位機和下位機數據傳輸的高效性。
[0036] CAN網絡接口的10號端口和11號端口接地，CAN網絡接口的2號端口分兩路分 別與電阻R47的一端以及電阻R57的一端連接，電阻R47的另一端分兩路分別與電阻R46 的一端以及通信收發(fā)器一的CANL端連接，電阻R46的另一端串聯(lián)電阻R45后，分三路分別 與電阻R43的一端、通信收發(fā)器一的SPLIT端以及電容C32的一端連接，電容C32的另一端 接地，電阻R43的另一端分兩路分別與電阻R42的一端以及通信收發(fā)器一的CANH端連接， 通信收發(fā)器一的STB端串聯(lián)電阻R44后接地，通信收發(fā)器一的VCC端與5V電源端連接，通 信收發(fā)器一的TXD端與MCU單片機的P2. 2端連接，通信收發(fā)器一的RXD端與MCU單片機的 P2. 4端連接，通信收發(fā)器一的GND端接地，CAN網絡接口的7號端口分兩路分別與電阻R42 的另一端以及電阻R50的一端連接，電阻R57的另一端分兩路分別與電阻R56的一端以及 通信收發(fā)器二的CANL端連接，電阻R56的另一端串聯(lián)電阻R55后，分三路分別與電阻R53 的一端、通信收發(fā)器二的SPLIT端以及電容C35的一端連接，電容C35的另一端接地，電阻 R53的另一端分兩路分別與電阻R50的另一端以及通信收發(fā)器二的CANH端連接，通信收發(fā) 器二的STB端串聯(lián)電阻R54后接地，通信收發(fā)器二的VCC端與5V電源端連接，通信收發(fā)器 二的TXD端與MCU單片機的P2. 5端連接，通信收發(fā)器二的RXD端與MCU單片機的P2. 6端 連接，通信收發(fā)器二的GND端接地。
[0037] CAN總線收發(fā)解析工具的軟件部分包含了上位機軟件和下位機軟件。上位機應用 程序主要負責串口初始化，輸入信息發(fā)送給串口，并從串口讀取并解析下位機信息。下位機 則實現了用來接收上位機通過串口發(fā)出的消息，并將解析好的CAN消息發(fā)送給上位機。
[0038] 參見圖9,上位機程序首先對用戶界面初始化，恢復界面中各控件的默認值。接著， 等待用戶選擇合適的電腦串口，并對所選串口進行初始化配置。若該串口配置成功，則退出 等待循環(huán)，并點亮用戶界面連接指示燈。若等待過程中，用戶按下停止按鈕，則終止程序運 行。
[0039] 串口連接成功后，程序即進入周期性的收發(fā)解析信號階段。在該階段，程序會實時 的將用戶命令轉換成下位機能夠識別的信號，并通過下位機將用戶所需信號發(fā)送至CAN總 線。同樣的，該程序還負責實時讀取下位機收到的CAN總線報文，并將其顯示在用戶界面顯 示區(qū)，并根據用戶要求解析報文中的信號。與此同時，應用程序還要實時監(jiān)控串口連接狀 態(tài)，若連接中斷或出現連接故障，則直接終止程序運行。
[0040] 參見圖10,應用程序使用的資源包括串口模塊，定時器模塊一和定時器模塊二。 串口模塊主要用于實現與上位機的通訊；定時器模塊一用于準確地周期發(fā)送所要求發(fā)送的 CAN報文；定時器模塊二周期性查詢接收CAN報文，并準確地計算CAN報文的周期。定時器 T1的優(yōu)先級最高，其次是定時器T2,最后是串口中斷。
[0041] 當上位機往下位機串口發(fā)送一幀信息時，下位機進入串口中斷，檢測所接收信息 的起始幀是否為FC FD FE FF，以及所接收信息的結束幀是否為FF FE FD FC，若是，則該幀 信息為有效。隨后，提取出該幀所包含的ID號、數據以及周期，創(chuàng)建該ID號CAN報文，并周 期性發(fā)送該CAN報文。若下位機又接收到一幀有效的信息，首先會判斷該幀所包含的ID號 是否與之前所接收幀包含的ID號一致。若一致，則只需更新該ID號CAN報文的數據及周 期；若不一致，則需重新創(chuàng)建該ID號CAN報文，并周期性發(fā)送該報文。
[0042] 下位機成功接收上位機的發(fā)送CAN報文指令后，如何準確地周期發(fā)送該CAN報文 至關重要。本軟件所采用的方案為，當接收到一條發(fā)送指令時，獲取所要求的周期值，并啟 動周期計時器，當周期計時器與所要求的周期值相等時，發(fā)送一幀CAN報文，并復位且重新 啟動周期計時器，周而復始，便可實現準確地周期發(fā)送CAN報文。
【權利要求】
1. 一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征在于：上位機（1)通過USB連接線與下位機 (2)的USB接口（3)連接，下位機（2)包括USB接口（3)、MCU單片機（4)、時鐘電路（5)、JTAG 接口電路（6)、數據緩沖電路（7)、USB接口轉串口電路（8)和CAN總線通訊電路（9)，USB接 口（ 3)分別與MCU單片機（4)的VDDPB端以及USB接口轉串口電路（8)的USB接口端連接， USB接口轉串口電路（8)的通道一與數據緩沖電路（7)的一端連接，數據緩沖電路（7)的另 一端與MCU單片機（4)的I/O端連接，USB接口轉串口電路（8)的通道二與MCU單片機（4) 的P7. 3端和P7. 4端連接，MCU單片機（4)的XTAL1端以及XTAL2端分別與時鐘電路（5)的 兩端連接，MCU單片機（4)的另一 I/O端與JTAG接口電路（6)連接，MCU單片機（4)的P2. 2 端和P2. 4端與CAN總線通訊電路（9)的輸入端連接，MCU單片機（4)的P2. 5端和P2. 6端 與CAN總線通訊電路（9)的輸出端連接。
2. 根據權利要求1所述的一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征在于：所述的MCU單 片機為型號為XC2365B-40F80L的16位單片機，MCU單片機的VDDPB端與5V電源端連接， 所述的時鐘電路包括晶體振蕩器、電容C5和電容C9,晶體振蕩器的一端分別與電容C9的一 端以及MCU單片機的XTAL1端連接，晶體振蕩器的另一端分別與電容C5的一端以及MCU單 片機的XTAL2端連接，電容C9的另一端以及電容C5的另一端接地，所述的JTAG接口電路 包括連接端子〇⑶S、電阻、電容、二極管和三極管，八個上拉電阻的一端與5V電源端連接， 五個上拉電阻的另一端分別與五個電阻的一端連接，五個上拉電阻與五個電阻之間的連接 線上分別設有MCU單片機的P10. 0端、P10. 1端、P10. 2端、P10. 3端以及P10. 4端，五個電 阻的另一端接地，另兩個上拉電阻的另一端分別與MCU單片機的P10. 5端以及P10. 6端連 接，另一個上拉電阻的另一端與發(fā)光二極管LEDO的陽極連接，發(fā)光二極管LEDO的陰極以及 MCU單片機的P10. 7端連接后接地，連接端子0⑶S的TMS端與MCU單片機的P5. 4端連接， 連接端子〇⑶S的TDO端與MCU單片機的P7. 0端連接，連接端子0⑶S的TDI端與MCU單片 機的P5. 2端連接，連接端子0⑶S的TCLK端與MCU單片機的P2. 9端連接，連接端子0⑶S的 BRKOUT端與MCU單片機的P10. 11端連接，連接端子0⑶S的BRKIN端與MCU單片機的P5. 10 端連接，連接端子0⑶S的TRST端分三路分別與MCU單片機的TRST端、電阻R6的一端以及 電阻R7的一端連接，電阻R6的另一端與5V電源端連接，電阻R7的另一端接地，連接端子 0⑶S的PORST端分五路分別與MCU單片機的PORST端、電阻R49的一端、電阻R51的一端、 電阻R52的一端以及電容C34的一端連接，電阻R51的另一端與三極管Q3的基極連接，三 極管Q3的發(fā)射極串聯(lián)電阻R48后，與發(fā)光二極管D6的陰極連接，電阻R49的另一端以及發(fā) 光二極管D6的陽極分別與5V電源端連接，三極管Q3的集電極、電阻R52的另一端以及電 容C34的另一端分別接地。
3. 根據權利要求1所述的一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征在于：所述的數據 緩沖電路包括兩個三態(tài)緩沖芯片，電阻和二極管，三態(tài)緩沖芯片一的型號為SN74AHC244PW， 三態(tài)緩沖芯片二的型號為SN74LVC1T4OTBV，三態(tài)緩沖芯片一的1Y1端串聯(lián)電阻R61后，與 MCU單片機的P2. 9端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1Y2端串聯(lián)電阻R60后，與MCU單片機的P5. 2 端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1Y3端串聯(lián)電阻R59后，與MCU單片機的P5. 4端連接，三態(tài)緩沖 芯片一的2Y1端串聯(lián)電阻R16后，與MCU單片機的TRST端連接，三態(tài)緩沖芯片一的2Y2端 與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽極與MCU單片機的PORST端連接，三態(tài)緩沖芯片一 的兩個G端連接后分五路分別與電阻R8的一端、電阻R4的一端、電阻R10的一端、電阻Rl 1 的一端以及功率管Q1的源極連接，電阻R8的另一端與發(fā)光二極管D1的陰極連接，功率管 Q1的門極與電阻R9的一端連接，功率管Q1的漏電極與功率管Q2的漏電極連接，功率管Q2 的門極與電阻R1的一端連接，功率管Q2的源極與電阻R10的另一端連接后，與接口轉換芯 片FT2232D的ADBUS4端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A1端與接口轉換芯片FT2232D的ADBUSO 端連接，三態(tài)緩沖芯片一的1A2端與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS1端連接，三態(tài)緩沖芯 片一的1A3端與接口轉換芯片FT2232D的ADBUS3端連接，三態(tài)緩沖芯片一的2A1端與接口 轉換芯片FT2232D的ACBUSO端連接，三態(tài)緩沖芯片一的2A2端與接口轉換芯片FT2232D的 ACBUS1端連接，發(fā)光二極管D1的陽極、電阻R4的另一端以及電阻R9的另一端分別與5V電 源端連接，電阻R1的另一端與USB電源端連接，電阻R11的另一端接地，三態(tài)緩沖芯片二的 VCCA端與USB電源端連接，三態(tài)緩沖芯片二的VCCB端與5V電源端連接，三態(tài)緩沖芯片二的 A端與接口轉換芯片FT2232D的ACBUS2端連接，三態(tài)緩沖芯片二的B端串聯(lián)電阻R58后，與 MCU單片機的P7. 0端連接，三態(tài)緩沖芯片二的DIR端串聯(lián)電阻R21后接地。
4. 根據權利要求1所述的一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征在于：所述的USB 接口轉串口電路包括電可擦可編程只讀存儲器93LC46B、接口轉換芯片FT2232D和USB接 口，接口轉換芯片FT2232D的BDBUSO端與電阻R19連接后，與MCU單片機的P7. 4端連接， 接口轉換芯片FT2232D的BDBUS1端與電阻R20連接后，與MCU單片機的P7. 3端連接，接口 轉換芯片FT2232D的USBDM端串聯(lián)電阻R12后，與USB接口的2號端口連接，接口轉換芯片 FT2232D的RSTOUT端串聯(lián)電阻R18后，分別與接口轉換芯片FT2232D的USBDP端以及電阻 R15的一端連接，電阻R15的另一端與USB接口的3號端口連接，USB接口的1號端口串聯(lián) 電容C14后接地，USB接口的4號端口接地，接口轉換芯片FT2232D的EECS端與電可擦可 編程只讀存儲器93LC46B的CS端連接，接口轉換芯片FT2232D的EESK端與電可擦可編程 只讀存儲器93LC46B的CLK端連接，接口轉換芯片FT2232D的EEDATA端分兩路分別與電可 擦可編程只讀存儲器93LC46B的DI端以及電阻R28的一端連接，電阻R28的另一端與電阻 R27的一端以及電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的DO端連接，電阻R27的另一端與USB 電源端連接，電可擦可編程只讀存儲器93LC46B的VSS端接地，電可擦可編程只讀存儲器 93LC46B的VCC端與USB電源端連接。
5. 根據權利要求1所述的一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征在于：所述的 CAN總線通訊電路包括兩個通信收發(fā)器、CAN網絡接口和電阻，兩個通信收發(fā)器的型號為 TLE6251，CAN網絡接口的10號端口和11號端口接地，CAN網絡接口的2號端口分兩路分 別與電阻R47的一端以及電阻R57的一端連接，電阻R47的另一端分兩路分別與電阻R46 的一端以及通信收發(fā)器一的CANL端連接，電阻R46的另一端串聯(lián)電阻R45后，分三路分別 與電阻R43的一端、通信收發(fā)器一的SPLIT端以及電容C32的一端連接，電容C32的另一端 接地，電阻R43的另一端分兩路分別與電阻R42的一端以及通信收發(fā)器一的CANH端連接， 通信收發(fā)器一的STB端串聯(lián)電阻R44后接地，通信收發(fā)器一的VCC端與5V電源端連接，通 信收發(fā)器一的TXD端與MCU單片機的P2. 2端連接，通信收發(fā)器一的RXD端與MCU單片機的 P2. 4端連接，通信收發(fā)器一的GND端接地，CAN網絡接口的7號端口分兩路分別與電阻R42 的另一端以及電阻R50的一端連接，電阻R57的另一端分兩路分別與電阻R56的一端以及 通信收發(fā)器二的CANL端連接，電阻R56的另一端串聯(lián)電阻R55后，分三路分別與電阻R53 的一端、通信收發(fā)器二的SPLIT端以及電容C35的一端連接，電容C35的另一端接地，電阻 R53的另一端分兩路分別與電阻R50的另一端以及通信收發(fā)器二的CANH端連接，通信收發(fā) 器二的STB端串聯(lián)電阻R54后接地，通信收發(fā)器二的VCC端與5V電源端連接，通信收發(fā)器 二的TXD端與MCU單片機的P2. 5端連接，通信收發(fā)器二的RXD端與MCU單片機的P2. 6端 連接，通信收發(fā)器二的GND端接地。
6.根據權利要求1所述的一種CAN總線信號收發(fā)解析工具，其特征在于：所述的上位 機（1)依次完成如下補步驟：步驟一，對用戶界面初始化，恢復界面中各控件的默認值，步 驟二，等待用戶選擇合適的電腦串口，并對所選串口進行初始化配置，若該串口配置成功， 則退出等待循環(huán)并點亮用戶界面連接指示燈，若等待過程中，收到停止按鈕信號，則終止程 序，步驟三，將用戶命令與下位機信號相互轉化，若出現連接中斷或連接故障信號，則終止 程序。
【文檔編號】G05B19/042GK104102160SQ201410354044
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】馬偉, 孫瑞, 朱孝松, 廖新深, 蔡浩雄, 黃佳宇 申請人:上海采埃孚轉向系統(tǒng)有限公司