一種車輛can通訊通道切換電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車輛CAN通訊道切換電路,包括主控制器MCU、CAN通道接口電路、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路以及分別向主控制器MCU、CAN通道接口電路、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路供電的電源,主控制器MCU與CAN通道接口電路雙向連接,CAN通道接口電路與CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路雙向連接。本發(fā)明主要解決了只有一路CAN通道的主控制器其CAN通道功能不足的問題,無論是波特率為250kpbs的CAN通道還是波特率為500kpbs的CAN通道,通過對兩路CAN通道的不同配置,使用CAN通道切換電路,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了車輛信息的收集和對車輛的診斷。
【專利說明】
一種車輛CAN通訊通道切換電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種車輛CAN通訊通道切換電路,屬于車輛CAN通訊技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]從20世紀(jì)80年代起,美、日、歐等各大汽車制造企業(yè)開始在其生產(chǎn)的電噴汽車上配備OBD,初期的OBD沒有自檢功能。比OBD更先進(jìn)的OBD- Π在20世紀(jì)90年代中期產(chǎn)生,美國汽車工程師協(xié)會(SAE)制定了一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,要求各汽車制造企業(yè)按照OBD-Π的標(biāo)準(zhǔn)提供統(tǒng)一的診斷模式,在21世紀(jì)初,國內(nèi)也發(fā)布了一系列的車輛診斷OBD技術(shù)要求。
[0003]目前國內(nèi)市場一些主控制器芯片,在產(chǎn)品開發(fā)上還有很大的應(yīng)用,這些只有一路CAN通道的主控制器所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品,往往只能簡單的實(shí)現(xiàn)車輛行駛信息的采集,在現(xiàn)有情況下已經(jīng)很難滿足車輛的CAN通訊要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足,提供了一種車輛CAN通訊通道切換電路,針對只有一路CAN通道的主控制器,通過CAN通道的切換,不僅實(shí)現(xiàn)了波特率為250kpbs的CAN通道對車輛行駛信息的讀取,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了波特率為500kpbs的CAN通道對車輛的診斷。
[0005 ]本發(fā)明克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種車輛CAN通訊道切換電路,包括主控制器MCU、CAN通道接口電路、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路以及分別向主控制器MCU、CAN通道接口電路、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路供電的電源,主控制器MCU與CAN通道接口電路雙向連接,CAN通道接口電路與CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路雙向連接。
[0006]所述CAN通道接口電路包括收發(fā)器U41、CAN共模濾波器41CMF1、雙向擊穿二極管D41A、雙向擊穿二極管D41B、電容41C1和電阻41R1,收發(fā)器U41的引腳I和引腳4分別與主控制器M⑶連接,收發(fā)器U41的引腳2分別連接電容41C1的一端和接地端,收發(fā)器U41的引腳3分別連接電源和電容41C1的另一端,收發(fā)器U41的引腳6和引腳7分別連接至CAN共模濾波器41CMF1的I腳和2腳,收發(fā)器U41的引腳8接地,CAN共模濾波器41CMF1的3腳為CAN-N線路,CAN共模濾波器41CMF1的4腳為CAN-P線路,CAN共模濾波器41CMF1的3腳分別連接雙向擊穿二極管D41A的一端和電阻41R1的一端,CAN共模濾波器41CMF1的4腳分別連接雙向擊穿二極管D41B的一端和電阻41R1的另一端,雙向擊穿二極管D41A的另一端和雙向擊穿二極管D41B的另一端均接地。
[0007]所述CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路包括模擬信號開關(guān)U42、電容42C1、電阻42R1和電阻42R2,模擬信號開關(guān)U42包括U42A和U42B,模擬信號開關(guān)U42A的引腳I分別連接電容42C1的一端和電源,電容42C1的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42A的引腳6接地,電阻42R1的一端連接至CANS-P線路,電阻42R1的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42A的引腳4連接CANS-P線路,模擬信號開關(guān)U42A的引腳3連接CAN-P線路,模擬信號開關(guān)U42A的引腳5連接至CAm-P,模擬信號開關(guān)U42A的引腳2連接至CAN2-P;電阻42R2的一端連接至CANS-N線路,電阻42R2的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42B的引腳8連接CANS-N線路,模擬信號開關(guān)U42B的引腳9連接CAN-N線路,模擬信號開關(guān)U42B的引腳7連接至CAN1-N,模擬信號開關(guān)U42B的引腳10連接至CAN2-N。
[0008]所述主控制器MCU采用基于Cortex-M3內(nèi)核的32位的ARM芯片STM32F103作為主控制芯片;CAN通道接口電路采用TJA1050收發(fā)器芯片;CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路采用SGM3005模擬信號開關(guān)。
[0009]所述收發(fā)器芯片TJA1050由LM2596S-5V開關(guān)電源芯片作為一級電源為其提供5V電壓,主控芯片STM32F103由SPX3819M5-3.3線性電源芯片作為二級電源為其提供3.3V電壓。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明主要解決了只有一路CAN通道的主控制器其CAN通道功能不足的問題,無論是波特率為250kpbs的CAN通道還是波特率為500kpbs的CAN通道,通過對兩路CAN通道的不同配置,使用CAN通道切換電路,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了車輛信息的收集和對車輛的診斷。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2為本發(fā)明CAN通道接口電路的電路連接圖。
[0013]圖3為本發(fā)明CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路中的模擬信號開關(guān)U42A的電路連接圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路中的模擬信號開關(guān)U42B的電路連接圖。
[0015]圖5為本發(fā)明工作流程示意圖。
[0016]圖中,1、主控制器MCU,2、CAN通道接口電路,3、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路,4、電源。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域人員更好的理解本發(fā)明,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明,下述僅是示例性的不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]如圖1所示,本發(fā)明的車輛CAN通訊道切換電路,包括主控制器M⑶1、CAN通道接口電路2、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3以及分別向主控制器M⑶1、CAN通道接口電路2、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3供電的電源4,主控制器M⑶I與CAN通道接口電路2雙向連接,CAN通道接口電路2與CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3雙向連接;所述主控制器M⑶I采用基于Cortex-M3內(nèi)核的32位的ARM芯片STM32F103作為主控制芯片,主控制器MCU I接收到通道切換的信號后,控制CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3切換到對應(yīng)的通道上,實(shí)現(xiàn)對CAN通道的擴(kuò)展。
[0019]如圖2所示,CAN通道接口電路2包括收發(fā)器U41、CAN共模濾波器4ICMFl、雙向擊穿二極管D41A、雙向擊穿二極管D41B、電容41C1和電阻41R1,所述收發(fā)器U41采用TJA1050收發(fā)器芯片,并配有完備的ESD防護(hù)和共模濾波器,具備了較高的可靠性,并預(yù)留了阻值為120 Ω的終端電阻41R1,用戶可以按需進(jìn)行配置;收發(fā)器U41的引腳I和引腳4分別與主控制器MCUI連接,收發(fā)器U41的引腳2分別連接電容41 Cl的一端和接地端,收發(fā)器U41的引腳3分別連接電源和電容41C1的另一端,收發(fā)器U41的引腳6和引腳7分別連接至CAN共模濾波器41CMF1的I腳和2腳,收發(fā)器U41的引腳8接地,CAN共模濾波器41CMF1的3腳為CAN-N線路,CAN共模濾波器41CMF1的4腳為CAN-P線路,CAN共模濾波器41CMF1的3腳分別連接雙向擊穿二極管D41B的一端和電阻41R1的一端,CAN共模濾波器41CMF1的4腳分別連接雙向擊穿二極管D41A的一端和電阻41R1的另一端,雙向擊穿二極管D41A的另一端和雙向擊穿二極管D41B的另一端均接地。
[0020]所述CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3包括模擬信號開關(guān)U42、電容42C1、電阻42R1和電阻42R2,模擬信號開關(guān)U42包括U42A和U42B,U42采用SGM3005模擬信號開關(guān),SGM3005模擬信號開關(guān)是一款雙向、超低阻、低功耗、低漏電流、高速、高帶寬的單刀雙擲(SPDT)模擬信號開關(guān),工作電壓從+1.8V至+5.5V,SGM3005具有2個(gè)獨(dú)立開關(guān),其超低接觸電阻可以減少電池供電便攜式產(chǎn)品的信號損失,改善信號輸出級,其優(yōu)秀的接觸電阻平整度非常適用于低失真信號輸出,此外其高速特性也使其非常適用于信號的傳輸;如圖3所示,模擬信號開關(guān)U42A的引腳I分別連接電容42C1的一端和電源,電容42C1的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42A的引腳6接地,電阻42R1的一端連接至CANS-P線路,電阻42R1的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42A的引腳4連接CANS-P線路,模擬信號開關(guān)U42A的引腳3連接CAN-P線路,模擬信號開關(guān)U42A的引腳5連接至CANl-P,模擬信號開關(guān)U42A的引腳2連接至CAN2-P;如圖4所示,電阻42R2的一端連接至CANS-N線路,電阻42R2的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42B的引腳8連接CANS-N線路,模擬信號開關(guān)U42B的引腳9連接CAN-N線路,模擬信號開關(guān)U42B的引腳7連接至CANl-N,模擬信號開關(guān)U42B的引腳10連接至CAN2-NXAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3的CANS-P線路與主控制器MCU I連接,CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3的CAN-P線路與CAN通道接口電路2的CAN-P連接,CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3的CANS-N線路與主控制器MCU I連接,CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3的CAN-N線路與CAN通道接口電路2的CAN-N連接;CAN通道接口電路2分別通過TXCANO和RXCANO與主控制器MCU I連接。
[0021]本發(fā)明采用3.3V電源為主控芯片STM32F103供電,采用5V電源為收發(fā)器芯片TJA1050供電;針對商用車24V的供電環(huán)境,收發(fā)器芯片TJA1050由LM2596S-5V開關(guān)電源芯片作為一級電源為其提供5V電壓,主控芯片STM32F103由SPX3819M5-3.3線性電源芯片作為二級電源為其提供3.3V電壓。
[0022]本發(fā)明的車輛CAN通訊通道切換電路的工作原理如下,如圖5所示:
(1)主控制器M⑶I上電后默認(rèn)初始化CANl通道,初始化波特率為250kpbs,實(shí)現(xiàn)CANl通道對車輛行駛信息的采集;
(2)主控制器M⑶I接收到有CAN2任務(wù)需要處理的信號后,將打斷CANl的任務(wù)處理,此處定義CAN2任務(wù)處理具有高的優(yōu)先級,主控制器MCU I重新初始化CAN通道,波特率為500kpbs,通過CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路3,實(shí)現(xiàn)CAN通道的切換,這樣就可以執(zhí)行對CAN2的任務(wù)處理;
(3)CAN2任務(wù)執(zhí)行完畢后,主控制器MCUI會再一次的將CAN通道切換到默認(rèn)的CANl通道。
[0023]本發(fā)明針對只有一路CAN通道的主控制器,通過CAN通道的切換,不僅實(shí)現(xiàn)了波特率為250kpbs的CAN通道對車輛行駛信息的讀取,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了波特率為500kpbs的CAN通道對車輛的診斷。
[0024]以上僅描述了本發(fā)明的基本原理和優(yōu)選實(shí)施方式,本領(lǐng)域人員可以根據(jù)上述描述做出許多變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車輛CAN通訊道切換電路,其特征在于:包括主控制器M⑶(I )、CAN通道接口電路(2 )、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路(3 )以及分別向主控制器MCU( I)、CAN通道接口電路(2 )、CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路(3)供電的電源(4),主控制器MCU(I)與CAN通道接口電路(2)雙向連接,CAN通道接口電路(2 )與CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路(3 )雙向連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛CAN通訊道切換電路,其特征在于:所述CAN通道接口電路(2)包括收發(fā)器U41、CAN共模濾波器41CMF1、雙向擊穿二極管D41A、雙向擊穿二極管D41B、電容41C1和電阻41R1,收發(fā)器U41的引腳I和引腳4分別與主控制器MCU(I)連接,收發(fā)器U41的引腳2分別連接電容41C1的一端和接地端,收發(fā)器U41的引腳3分別連接電源和電容41C1的另一端,收發(fā)器U41的引腳6和引腳7分別連接至CAN共模濾波器41CMF1的I腳和2腳,收發(fā)器U41的引腳8接地,CAN共模濾波器41CMF1的3腳為CAN-N線路,CAN共模濾波器41CMF1的4腳為CAN-P線路,CAN共模濾波器41CMF1的3腳分別連接雙向擊穿二極管D41A的一端和電阻41R1的一端,CAN共模濾波器41CMF1的4腳分別連接雙向擊穿二極管D41B的一端和電阻41R1的另一端,雙向擊穿二極管D41A的另一端和雙向擊穿二極管D41B的另一端均接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛CAN通訊道切換電路,其特征在于:所述CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路(3)包括模擬信號開關(guān)U42、電容42C1、電阻42R1和電阻42R2,模擬信號開關(guān)U42包括U42A和U42B,模擬信號開關(guān)U42A的引腳I分別連接電容42C1的一端和電源,電容42C1的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42A的引腳6接地,電阻42R1的一端連接至CANS-P線路,電阻42R1的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42A的引腳4連接CANS-P線路,模擬信號開關(guān)U42A的引腳3連接CAN-P線路,模擬信號開關(guān)U42A的引腳5連接至CANl-P,模擬信號開關(guān)U42A的引腳2連接至CAN2-P;電阻42R2的一端連接至CANS-N線路,電阻42R2的另一端接地,模擬信號開關(guān)U42B的引腳8連接CANS-N線路,模擬信號開關(guān)U42B的引腳9連接CAN-N線路,模擬信號開關(guān)U42B的引腳7連接至CANl -N,模擬信號開關(guān)U42B的引腳1連接至CAN2-N。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛CAN通訊道切換電路,其特征在于:所述主控制器MCU(I)采用基于Cortex-M3內(nèi)核的32位的ARM芯片STM32F103作為主控制芯片;CAN通道接口電路(2)采用TJA1050收發(fā)器芯片;CAN通道一擴(kuò)二擴(kuò)展電路(3)采用SGM3005模擬信號開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛CAN通訊道切換電路,其特征在于:所述收發(fā)器芯片TJA1050由LM2596S-5V開關(guān)電源芯片作為一級電源為其提供5V電壓,主控芯片STM32F103由SPX3819M5-3.3線性電源芯片作為二級電源為其提供3.3V電壓。
【文檔編號】H04L29/10GK106067904SQ201610698756
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年8月22日
【發(fā)明人】李大帥, 劉子輝, 張文斌, 營健
【申請人】中國重汽集團(tuán)濟(jì)南動力有限公司