一種can總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，該實(shí)驗(yàn)箱包括A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)、功能模塊、擴(kuò)展接口；A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)為兩個(gè)軟、硬件結(jié)構(gòu)相同的智能節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的模塊都有相應(yīng)的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器、外圍電路，兩個(gè)模塊之間有專用通訊電纜相連，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)還設(shè)計(jì)了擴(kuò)展接口部分。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)入門難度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生自然、熟練地掌握所學(xué)內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)了CAN總線實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)的相互通訊實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易用，通用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】
一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，尤其是一種一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱。
【背景技術(shù)】
[0002]CAN總線作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式，已被廣泛運(yùn)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，如在汽車電子、機(jī)器人、過(guò)程控制、電力系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。然而CAN總線技術(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程枯燥、難于理解。實(shí)踐證明，由智能節(jié)點(diǎn)構(gòu)成實(shí)驗(yàn)箱的方式入手進(jìn)行CAN總線技術(shù)的學(xué)習(xí)上手快，效果好。
[0003]目前，公知的適合初學(xué)者學(xué)習(xí)CAN總線技術(shù)的學(xué)習(xí)工具很少，以單個(gè)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板為主;設(shè)備簡(jiǎn)陋，只有單個(gè)的節(jié)點(diǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的相互通訊實(shí)驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，該實(shí)驗(yàn)箱能夠幫助初學(xué)者學(xué)習(xí)CAN總線技術(shù)、提高學(xué)習(xí)效率;實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間相互、自由通訊，單個(gè)節(jié)點(diǎn)還可用于單片機(jī)的學(xué)習(xí)；可實(shí)現(xiàn)更多的智能節(jié)點(diǎn)及功能模塊的擴(kuò)展，便于二次開發(fā)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，該實(shí)驗(yàn)箱包括A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)、功能模塊、擴(kuò)展接口； A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)為兩個(gè)軟、硬件結(jié)構(gòu)相同的智能節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的模塊都有相應(yīng)的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器、外圍電路，兩個(gè)模塊之間有專用通訊電纜相連，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)還設(shè)計(jì)了擴(kuò)展接口。
[0006]實(shí)驗(yàn)箱A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)的硬件電路包括STC系列單片機(jī)及外圍電路模塊、SJA1000CAN控制器、CTM8251收發(fā)器、通訊模塊，實(shí)驗(yàn)箱的功能模塊部分包括:液晶顯示器、溫度檢測(cè)模塊、壓力檢測(cè)模塊、直流電機(jī)測(cè)速模塊、步時(shí)電機(jī)控制模塊、超聲波測(cè)距模塊。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)入門難度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生自然、熟練地掌握所學(xué)內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)了 CAN總線實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)的相互通訊實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易用，通用性強(qiáng)。同時(shí)由于智能節(jié)點(diǎn)選用的是具有ISP功能的STC89C52單片機(jī)，因此實(shí)驗(yàn)箱上也可以完成單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，它通過(guò)計(jì)算機(jī)串口下載固件程序在單片機(jī)中，不需要仿真器，易于操作的同時(shí)，節(jié)約了成本。同時(shí)，經(jīng)擴(kuò)展口可擴(kuò)展更多的智能節(jié)點(diǎn)或其他功能模塊，便于二次開發(fā)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2為圖1中單個(gè)智能節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖3為CAN節(jié)點(diǎn)電路的連接關(guān)系；
[0011 ]圖4為其他功能模塊里配置的部分功能模塊框圖。
[0012]圖1中:1.節(jié)點(diǎn)A，2.雙絞線，3.節(jié)點(diǎn)B，4.功能模塊，5.擴(kuò)展接口，6.實(shí)驗(yàn)箱底板。
【具體實(shí)施方式】
[0013]一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，該實(shí)驗(yàn)箱包括A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)、功能模塊、擴(kuò)展接口；A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)為兩個(gè)軟、硬件結(jié)構(gòu)相同的智能節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的模塊都有相應(yīng)的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器、外圍電路，兩個(gè)模塊之間有專用通訊電纜相連，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)還設(shè)計(jì)了擴(kuò)展接口。實(shí)驗(yàn)箱A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)的硬件電路包括STC系列單片機(jī)及外圍電路模塊、SJA1000CAN控制器、CTM8251收發(fā)器、通訊模塊，實(shí)驗(yàn)箱的功能模塊部分包括:液晶顯示器、溫度檢測(cè)模塊、壓力檢測(cè)模塊、直流電機(jī)測(cè)速模塊、步時(shí)電機(jī)控制模塊、超聲波測(cè)距模塊。
[0014]結(jié)束實(shí)驗(yàn)設(shè)備中只有簡(jiǎn)易開發(fā)板的形式，為CAN總線技術(shù)的學(xué)習(xí)、開發(fā)和測(cè)試而設(shè)計(jì)的一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部配置兩個(gè)智能節(jié)點(diǎn)，可完成節(jié)點(diǎn)間的相互通訊、與串口通訊轉(zhuǎn)換的編程測(cè)試實(shí)驗(yàn)，單個(gè)智能節(jié)點(diǎn)上設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目同時(shí)可作為單片機(jī)學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)工具，通過(guò)計(jì)算機(jī)串口下載固件程序在單片機(jī)中，不需要仿真器，易于操作，同時(shí)設(shè)計(jì)了擴(kuò)展口，可擴(kuò)展更多更好的智能節(jié)點(diǎn)或其他功能模塊，便于二次開發(fā)。使初學(xué)者在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)通信程序的聯(lián)機(jī)調(diào)試，更好的掌握CAN總線控制器的應(yīng)用。
[0015]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:在CAN-bus網(wǎng)絡(luò)中，不同的CAN節(jié)點(diǎn)可具有不同的功能，但它們都具有相同的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，因此在實(shí)驗(yàn)箱中設(shè)計(jì)A、B兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的CAN節(jié)點(diǎn)，CAN總線控制器采用SJA1000芯片，CAN收發(fā)器采用CTM8251，CTM8251內(nèi)部集成CAN-bus所必需的收發(fā)電路，完全電氣隔離，具有性能可靠、工作穩(wěn)定的特點(diǎn);A、B節(jié)點(diǎn)間采用雙絞屏蔽電纜進(jìn)行通訊；智能節(jié)點(diǎn)的主控模塊選用具有ISP功能的STC89C52單片機(jī)為主控制器，可實(shí)現(xiàn)數(shù)十個(gè)用于單片機(jī)學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)程序;有指示燈顯示通訊狀態(tài)，支持自收發(fā)功能，支持多點(diǎn)通訊組網(wǎng)；同時(shí)擴(kuò)展接口模塊可實(shí)現(xiàn)更多的節(jié)點(diǎn)及其他功能模塊擴(kuò)展。
[0016]見圖1至圖4，在圖1中，實(shí)驗(yàn)箱的系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“核心板+底板”的方案實(shí)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)Al和節(jié)點(diǎn)B3之間用專用通訊電纜聯(lián)接，節(jié)點(diǎn)Al、節(jié)點(diǎn)B3智能節(jié)點(diǎn)模塊部分皆包含CAN總線控制器及CAN收發(fā)器，可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的相互通訊實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)舉例如下:由節(jié)點(diǎn)Al發(fā)送一個(gè)字節(jié)，節(jié)點(diǎn)B3接收一個(gè)字節(jié)并顯示;在圖中的功能模塊4，設(shè)計(jì)了液晶顯示功能模塊及溫度傳感器模塊等，可任由節(jié)點(diǎn)Al或節(jié)點(diǎn)B3發(fā)送信號(hào)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能;節(jié)點(diǎn)Al、節(jié)點(diǎn)B3都設(shè)計(jì)了自帶數(shù)碼顯示及LED指示燈等模塊，在不用CAN總線控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；擴(kuò)展口 5既可用于擴(kuò)展更多的智能節(jié)點(diǎn)部分，也可用于擴(kuò)展其他功能模塊，便于二次開發(fā)。
[0017]圖2為1、3節(jié)點(diǎn)A、B的結(jié)構(gòu)示意圖，給出了智能節(jié)點(diǎn)上所提供的硬件資源;兩個(gè)節(jié)點(diǎn)具有相同的軟、硬件結(jié)構(gòu)，除了可實(shí)現(xiàn)CAN總線的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
[0018]圖3為CAN節(jié)點(diǎn)電路的連接關(guān)系，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，CAN節(jié)點(diǎn)(圖1中的1、3節(jié)點(diǎn)A、B)硬件電路由CAN收發(fā)器、CAN控制器、M⑶主控芯片以及功能電路幾個(gè)部分組成，這些電路的連接關(guān)系詳見圖3;
[0019]圖4為圖1中的功能模塊4的內(nèi)容，給出了功能模塊4中的功能模塊的具體模塊，如液晶顯示模塊、溫度檢測(cè)模塊等，可由節(jié)點(diǎn)Al或節(jié)點(diǎn)B3發(fā)送信號(hào)來(lái)控制這些模塊，如實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)并送到液晶顯示模塊顯示所測(cè)溫度等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于:該實(shí)驗(yàn)箱包括A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)、功能模塊、擴(kuò)展接口；A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)為兩個(gè)軟、硬件結(jié)構(gòu)相同的智能節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的模塊都有相應(yīng)的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器、外圍電路，兩個(gè)模塊之間有專用通訊電纜相連，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)還設(shè)計(jì)了擴(kuò)展接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述CAN總線智能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于:實(shí)驗(yàn)箱A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)的硬件電路包括STC系列單片機(jī)及外圍電路模塊、SJA1000CAN控制器、CTM8251收發(fā)器、通訊模塊，實(shí)驗(yàn)箱的功能模塊部分包括:液晶顯示器、溫度檢測(cè)模塊、壓力檢測(cè)模塊、直流電機(jī)測(cè)速模塊、步時(shí)電機(jī)控制模塊、超聲波測(cè)距模塊。
【文檔編號(hào)】G09B19/00GK205508202SQ201620158840
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】肖靜, 秦添, 曾麗萍, 余穎
【申請(qǐng)人】東華理工大學(xué)