[發明專利]礦用CAN總線中繼器

在審

• 申請號: 201210243025.5
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN103546297A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王麗娟;王百金
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: H04L12/02
• 分類號: H04L12/02;H04L12/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明型涉及一種CAN總線網絡通訊技術，特別涉及一種礦用CAN總線中繼器。

背景技術

CAN總線是一種多主方式的串行通信總線，具有優良的穩定性、實時性、遠程通信能力以及超強的硬件CRC糾錯等特性。CAN總線技術以其獨有的技術優勢和特點，在現代分布式測量與控制技術領域中應用已愈來愈廣泛。然而由于受制于CAN收發器，CAN總線通信距離和網絡中節點數被分別限制在10km和110個之內。但是在稍大型的CAN總線系統中，這往往是不夠的，這時就需要用CAN總線中繼器對CAN總線網絡進行擴展。

發明內容

本發明型所要解決的技術問題是提供一種使用方便、穩定性好、抗干擾能力強的礦用CAN總線中繼器。

本發明型涉及一種使用方便、穩定性好、抗干擾能力強的礦用CAN總線中繼器，含有電源電路、RS232通訊接口電路、存儲電路、LED指示電路、單片機及4路CAN通訊接口電路。電源電路由降壓電路組成，為中繼器提供穩定的直流工作電源。通過RS232通訊接口電路可實現波特率的重新設置，本發明型默認波特率為5Kbps。存儲電路保存每一路CAN總線通訊波特率。CAN通訊接口電路包括：CAN控制器和CAN收發器。CAN控制器與MCU通過總線方式連接。CAN收發器帶有隔離電源以及磁耦隔離電路，保證每一路CAN通訊模塊在電氣上的相互隔離。

當外部直流電源施加之后，中繼器開始工作。當任一路CAN控制器接收到數據后，觸發MCU的中斷，單片機讀取CAN控制器接收緩存區數據，并向其他路CAN控制器轉發數據。單片機通過查詢CAN控制器內部寄存器來判斷CAN總線故障問題，并做出相應的處理。LED電路用于指示中繼器上電狀態以及每一路CAN總線的數據發送和接收狀態。

本發明型的有益積極效果：

1、本發明型礦用CAN總線中繼器，結構簡單，技術成熟，可以有效延長通訊距離，增加CAN總線節點數目。

2、本發明型礦用CAN總線中繼器，可以實現多級連接，改善網絡結構，優化網絡通訊，并且通過RS232接口電路改變任意通道的CAN通訊波特率。

附圖說明

圖1為本發明型的框圖。

圖2為本發明型的電路原理圖(一)。

圖3為本發明型的電路原理圖(二)。

圖4為單片機軟件流程圖。

具體實施方式

本發明型電路框圖如圖1所示，包括電源電路1、存儲電路2、LED指示電路3、RS232通訊接口電路4、單片機5、第1路CAN通訊接口電路6、第2路CAN通訊接口電路7、第3路CAN通訊接口電路8、第4路CAN通訊接口電路9。

本發明型電路原理圖如圖2、圖3所示，外部18V直流電源的正極和負極接入PWR端子的2腳和1腳，18V電壓經過防反接二極管D2、D3輸入到降壓芯片U12的1腳上，通過U12降壓處理之后，U12的2腳輸出5V直流電壓。該電壓經過濾波之后，為中繼器提供穩定的工作電源。單片機復位之后，內部程序開始運行。首先單片機配置定時器、中斷、串口以及IO電平，然后通過信號線SDA、SCL讀取ROM中的波特率參數，接下來初始化各路CAN控制器。初始化過程完畢之后，程序進入死循環之中，查詢發送緩存區是否有數據需要發送。

CAN控制器與單片機通過總線方式連接。CAN收發器通過信號線CANH、CANL與總線進行數據交換，當其接收到數據后，經過磁耦隔離傳遞到CAN控制器RX信號線上。接收完整一幀數據后，CAN控制器觸發單片機中斷線，單片機通過數據線D0-D8、讀信號線RD、片選信號線CS_CAN，讀取CAN控制器的接收緩沖區，并將數據轉存到單片機內部RAM，即發送緩存區中，同時相對應的接收LED閃爍。當程序查詢到有數據發送的時候，單片機通過數據線D0-D8、讀信號線RD、片選信號線CS_CAN，將數據寫入到CAN控制器發送緩存區，CAN控制器通過發送引腳TX將數據傳遞到收發器中，數據經過磁耦隔離之后，在發送到CAN總線上，同時相對應的發送LED閃爍。

波特率設置過程如下，當U6的13腳接收到串口數據之后，經過電平轉換，12腳輸出數據，該引腳連接到單片機的10腳，觸發單片機串口中斷，進入串口中斷服務程序。接收到的一幀數據，經過校驗有效之后，重新初始化CAN控制器，并將數據存儲到ROM當中。

本發明型礦用CAN總線中繼器，結構簡單，技術成熟，可以有效延長通訊距離，增加CAN總線節點數目，并且通過RS232接口電路改變任意通道的CAN通訊波特率。