本實(shí)用新型涉及汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

CAN-BUS即CAN總線技術(shù)，全稱為“控制器局域網(wǎng)總線技術(shù)(Controller Area Network-BUS)”，是目前汽車行業(yè)流行的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，網(wǎng)關(guān)作為一個重要數(shù)據(jù)傳輸管理模塊也被廣泛應(yīng)用在汽車行業(yè)。目前汽車使用的網(wǎng)關(guān)模塊無法實(shí)時顯示傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)際含義，無法模擬現(xiàn)有的數(shù)據(jù)格式發(fā)送自定義的數(shù)據(jù)，無法任意設(shè)置CAN總線故障。而在教學(xué)、科研領(lǐng)域，了解數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際含義、數(shù)據(jù)的幀格式是理解通訊原理最基本的部分，所以迫切需要能夠模擬現(xiàn)有的數(shù)據(jù)格式發(fā)送自定義的數(shù)據(jù)內(nèi)容可以幫助用戶進(jìn)一步理解CAN總線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，是針對上述存在的技術(shù)不足，提出CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，采用了CPU控制中心、單片機(jī)最小工作系統(tǒng)、串口電路、CAN總線電路、E2PROM、電源輸入電路；CPU控制中心連接單片機(jī)最小工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)微處理器的基本運(yùn)行；CPU控制中心連接有串口電路，實(shí)現(xiàn)了輸出和顯示功能；CPU控制中心連接CAN總線電路實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)關(guān)總線的仿真；提供了CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，通過觸摸屏以十六進(jìn)制格式實(shí)時CAN總線上的標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀、自定義幀的數(shù)據(jù)；根據(jù)汽車專用協(xié)議分析每幀數(shù)據(jù)的實(shí)際含義并在觸摸屏上顯示；通過專用電路模擬實(shí)車傳感器、執(zhí)行器發(fā)送CAN數(shù)據(jù)；通過專用電路可設(shè)置任意CAN線路故障并模擬故障的產(chǎn)生原因；在觸摸屏上實(shí)時輸出CAN總線上的數(shù)據(jù)波形；能夠模擬現(xiàn)有的數(shù)據(jù)格式發(fā)送自定義的數(shù)據(jù)內(nèi)容可以幫助用戶進(jìn)一步理解CAN總線，能任意設(shè)置故障可以幫助用戶了解CAN總線實(shí)際應(yīng)用時面對的問題；通過解析每幀數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)波形、設(shè)定故障等方式，達(dá)到了把抽象的CAN通訊轉(zhuǎn)化為可閱讀、可測量、可模擬的形式展現(xiàn)給用戶，幫助教學(xué)、科研領(lǐng)域的用戶完成仿真、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的效果。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)包括CPU控制中心、單片機(jī)最小工作系統(tǒng)、串口電路、CAN總線電路、E2PROM、電源輸入電路；CPU控制中心選取LPC1768FBD100微處理器；CPU控制中心連接單片機(jī)最小工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)微處理器的基本運(yùn)行；CPU控制中心連接有串口電路；CPU控制中心連接CAN總線電路實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)關(guān)總線的仿真。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的單片機(jī)最小工作系統(tǒng)包括CPU工作晶振電路、復(fù)位電路和電源電路；CPU工作晶振電路連接在微處理器上；復(fù)位電路連接到微處理器，通過傳遞信號控制微處理器的重置。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的電源電路包括兩相電源和預(yù)留3p輸入口；電源電路連接微處理器上提供3V電壓。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的串口電路包括母頭接口和顯示屏接口；微處理器的輸出連接有MAX3232；微處理器通過MAX3232連接有母頭接口和顯示屏接口，根據(jù)汽車專用協(xié)議分析每幀數(shù)據(jù)的實(shí)際含義并在觸摸屏上顯示；在觸摸屏上實(shí)時輸出CAN總線上的數(shù)據(jù)波形；模擬實(shí)車傳感器、執(zhí)行器發(fā)送CAN數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的微處理器的輸出連接CAN總線電路的RXD和TXD引腳實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)關(guān)總線的仿真，通過觸摸屏以十六進(jìn)制格式實(shí)時CAN總線上的標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀、自定義幀的數(shù)據(jù)；可設(shè)置任意CAN線路故障并模擬故障的產(chǎn)生原因。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的E2PROM連接在微處理器上實(shí)現(xiàn)存儲功能。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的電源輸入電路包括整流電路和變壓電路，為系統(tǒng)提供3V電壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過串口電路中的母頭接口13和顯示屏接口14，能夠使數(shù)據(jù)通過顯示屏接口14輸入，通過MAX3232芯片與微處理器7連接，將處理過的信號在母頭接口輸出，顯示汽車專用協(xié)議分析的每幀數(shù)據(jù)的實(shí)際含義，達(dá)到方便直觀地觀察和理解數(shù)據(jù)意義的效果。

2、通過采用CAN總線電路4將觸摸屏以十六進(jìn)制格式輸入信號能夠在滿足CAN總線上的標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀、自定義幀的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化輸入數(shù)據(jù)格式并傳播的功能。

3、通過E2PROM，連接在微處理器7上實(shí)現(xiàn)存儲功能，存儲電路模擬實(shí)車傳感器、執(zhí)行器發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)，達(dá)到簡化系統(tǒng)的效果。

4、采用CAN總線電路4，能夠通過專用電路可設(shè)置任意CAN線路故障并通過本仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)模擬故障的產(chǎn)生原因達(dá)到預(yù)先設(shè)定在具體實(shí)施中所能遇到的故障，快速高效排除故障的效果。

5、采用串口電路的顯示接口14在觸摸屏上實(shí)時輸出CAN總線上的數(shù)據(jù)波形，達(dá)到及時有效地觀察數(shù)據(jù)波形的效果。

附圖說明

圖1是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的CPU控制中心；

圖2是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的單片機(jī)最小系統(tǒng)；

圖3是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的串口電路；

圖4是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的CAN總線電路；

圖5是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的E2PROM；

圖6是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的電源輸入電路；

圖7是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的CPU工作晶振電路；

圖8是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的復(fù)位電路；

圖9是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的電源電路；

圖10是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的兩相電源；

圖11是CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的預(yù)留3p輸入口。

圖中，1、CPU控制中心；2、單片機(jī)最小工作系統(tǒng)；3、串口電路；4、CAN總線電路；5、E2PROM；6、電源輸入電路；7、微處理器；8、CPU工作晶振電路；9、復(fù)位電路；10、電源電路；11、兩相電源；12、預(yù)留3p輸入口；13、母頭接口；14、顯示屏接口；15、整流電路；16、變壓電路。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式并參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實(shí)用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本實(shí)用新型的概念。

具體實(shí)施方式：CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括CPU控制中心1、單片機(jī)最小工作系統(tǒng)2、串口電路3、CAN總線電路4、E2PROM5、電源輸入電路6；CPU控制中心1選取LPC1768FBD100微處理器7；CPU控制中心1連接單片機(jī)最小工作系統(tǒng)2，實(shí)現(xiàn)微處理器的基本運(yùn)行；CPU控制中心1連接有串口電路3；CPU控制中心1連接CAN總線電路4實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)關(guān)總線的仿真；單片機(jī)最小工作系統(tǒng)2包括CPU工作晶振電路8、復(fù)位電路9和電源電路10；CPU工作晶振電路8連接在微處理器7上；復(fù)位電路9連接到微處理器7，通過傳遞信號控制微處理器7的重置；電源電路10包括兩相電源11和預(yù)留3p輸入口12；電源電路10連接微處理器7上提供3V電壓；串口電路3包括母頭接口13和顯示屏接口14；微處理器7的輸出連接有MAX3232；微處理器通過MAX3232連接有母頭接口13和顯示屏接口14，根據(jù)汽車專用協(xié)議分析每幀數(shù)據(jù)的實(shí)際含義并在觸摸屏上顯示；在觸摸屏上實(shí)時輸出CAN總線上的數(shù)據(jù)波形；模擬實(shí)車傳感器、執(zhí)行器發(fā)送CAN數(shù)據(jù)；微處理器7的輸出連接CAN總線電路4的RXD和TXD引腳實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)關(guān)總線的仿真，通過觸摸屏以十六進(jìn)制格式實(shí)時CAN總線上的標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀、自定義幀的數(shù)據(jù)；可設(shè)置任意CAN線路故障并模擬故障的產(chǎn)生原因；E2PROM5連接在微處理器7上實(shí)現(xiàn)存儲功能；電源輸入電路6包括整流電路15和變壓電路16，為系統(tǒng)提供3V電壓。

圖1是本仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的CPU控制中心，連接有為本仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)提供正常運(yùn)行功能的電源電路，復(fù)位電路、顯示功能電路、實(shí)現(xiàn)所需功能的各個芯片。選取LPC1768FBD100微處理器7作為整個CAN網(wǎng)關(guān)總線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的控制器，控制協(xié)調(diào)各部分電路完成各自的功能；

圖2是單片機(jī)最小系統(tǒng)，包括CPU工作晶振電路8、復(fù)位電路9和電源電路10，是微處理器工作的最小系統(tǒng)，保證微處理器的正常工作；

圖3是串口電路，包括母頭接口13和顯示屏接口14，數(shù)據(jù)通過顯示屏接口14輸入，通過MAX3232芯片與微處理器7連接，將處理過的信號通過母頭接口輸出，顯示汽車專用協(xié)議分析的每幀數(shù)據(jù)的實(shí)際含義；

圖4是CAN總線電路，微處理器7的輸出連接CAN總線電路4的RXD和TXD引腳實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)關(guān)總線的仿真，模擬以十六進(jìn)制格式實(shí)時CAN總線上的標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀、自定義幀的數(shù)據(jù)；可設(shè)置任意CAN線路故障并模擬故障的產(chǎn)生原因；

圖5是E2PROM，連接在微處理器7上實(shí)現(xiàn)存儲功能，存儲電路模擬實(shí)車傳感器、執(zhí)行器發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)；

圖6是電源輸入電路，包括整流電路16和變壓電路17，將輸入電壓通過整流電路16得到5V的穩(wěn)定電壓，再通過變壓電路17將電壓變?yōu)?V，為整個系統(tǒng)供電；

圖7是CPU工作晶振電路，為微處理器7提供一個時鐘信號，保證微處理器7的正常運(yùn)行；

圖8是復(fù)位電路，為微處理器7提供一個復(fù)位信號，使微處理器7恢復(fù)為初始狀態(tài)，對微處理器7進(jìn)行初始化；

圖9圖10圖11是電源電路，都是連接到微處理器7的輸入端，為微處理器7提供3V的兩相電壓、LED指示燈電壓以及備用的三相電壓。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的上述具體實(shí)施方式僅僅用于示例性說明或解釋本實(shí)用新型的原理，而不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。因此，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本實(shí)用新型所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。