CN103812743A - 一种can总线通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于通讯技术领域，公开了一种CAN总线通讯电路，包括CAN总线隔离单元、CAN总线驱动单元和CAN总线抗干扰单元，所述CAN总线隔离单元包括隔离芯片U1，所述CAN总线驱动单元包括驱动芯片U2，所述隔离芯片U1引脚INA连接CAN信号发送引脚TX，引脚OUTB连接CAN信号接收引脚RX，所述引脚OUTA连接驱动芯片U2的引脚TXD，所述引脚INB通过电阻R5连接驱动芯片U2的引脚RXD，本发明实现了电路的方便与简洁，实现了CAN总线通讯电路各节点的电气隔离，有效的抑制了噪声对于CAN信号的干扰，同时，本发明具有通讯距离远，提高系统的瞬间抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明属于通讯技术领域，涉及一种CAN总线通讯电路。
背景技术
通讯电路在各个行业中都有着重要的作用，它负责一个系统的各个部件的数据的交互和传递。而CAN总线通讯属于现场总线范畴，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，由于采用了许多新技术以及独特的设计，与一般的通讯总线相比，CAN总线在远距离数据通信上具有突出的可靠性、实时性和灵活性，但是在实际的远程传输过程中，通讯数据受很多因素的影响，致使传输波形失真，达不到预期的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有通信距离远，抗干扰能力强的CAN总线通讯电路。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种CAN总线通讯电路，包括CAN总线隔离单元、CAN总线驱动单元和CAN总线抗干扰单元，所述CAN总线隔离单元包括隔离芯片U1，所述CAN总线驱动单元包括驱动芯片U2，所述CAN总线抗干扰单元包括电阻R1、R2、R3和R4、电容C1、C2以及共轭线圈LB1；
所述隔离芯片U1共有八个引脚，其中，VCC1和VCC2为电源引脚，GND1和GND2为接地引脚，两路输入引脚INA和INB,两路输出引脚OUTA和OUTB；
所述驱动芯片U2共有八个引脚，其中，VCC为电源引脚，GND为接地引脚，TXD为发送数据输入引脚，RXD为接受数据输入引脚，Vref为参考电压输出引脚，Rs为选择高速模式还是静音模式，CANH为高电平CAN总线，CANL为低电平CAN总线；
所述隔离芯片U1引脚INA连接CAN信号发送引脚TX，引脚OUTB连接CAN信号接收引脚RX，所述引脚OUTA连接驱动芯片U2的引脚TXD，所述引脚INB通过电阻R5连接驱动芯片U2的引脚RXD；
所述驱动芯片U2引脚CANH连接共轭线圈LB1的4脚，引脚CANL连接共轭线圈LB1的3脚。
所述隔离芯片U1的引脚GND1和GND2接地，引脚VCC1和VCC2分别连接VCC电源引脚，所述CAN信号发送引脚TX的节点通过电阻R6连接VCC2的VCC电源引脚，CAN信号接收引脚RX的节点通过电阻R7连接VCC2的VCC电源引脚。
所述驱动芯片U2的引脚GND接地，引脚VCC连接电源引脚，引脚GND与引脚VCC引出的导线之间节点连接有电容C3的两端。
所述驱动芯片U2的引脚Rs接地，所述引脚CANH与共轭线圈LB1的4脚之间的节点通过电阻R2接入VCC电源引脚，共轭线圈LB1的4脚与电阻R2之间的节点通过电容C1接地。
所述引脚CANL与共轭线圈LB1的3脚之间的节点通过电阻R4接地，共轭线圈LB1的3脚与电阻R4之间的节点通过电容C2接地。
所述共轭线圈LB1的4脚与电容C1之间的节点连接双向TVS1管的5脚，共轭线圈LB1的3脚与电容C2之间的节点连接双向TVS1管的6脚，所述双向TVS1管的7脚、8脚接地。
所述电阻R1两端分别连接到共轭线圈LB1的1脚与2脚的物理总线CANH和CANL的节点。
本发明的有益效果：
1：本发明实现了电路的方便与简洁，CAN信号接收引脚RX和CAN信号发送引脚TX直接经过隔离芯片隔离后输出到驱动芯片的输入端，实现了CAN总线通讯电路各节点的电气隔离，有效的抑制了噪声对于CAN信号的干扰。
2：本发明通信距离远，抗干扰能力好，本发明采用的驱动芯片，可以为CAN总线通讯电路提供差动发送性能，为CAN控制器提供差动接收性，经过CAN总线抗干扰单元处理，使得通讯距离远，提高系统的瞬间抗干扰能力。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明CAN总线通讯电路实施例的电路原理图。
图2为本发明CAN总线通讯电路隔离芯片ISO7221引脚配置图。
图3为本发明CAN总线通讯电路驱动芯片TJA1050引脚配置图。
具体实施方式
图1是一种CAN总线通讯电路，包括CAN总线隔离单元、CAN总线驱动单元、CAN总线抗干扰单元。本发明实施例中CAN信号接收引脚RX和CAN信号发送引脚TX通过CAN总线隔离单元的隔离芯片U1进行隔离后，连接到CAN总线驱动单元的驱动芯片U2的输入端RXD和TXD端，驱动芯片U2输出端连接CAN总线抗干扰单元，经过CAN总线抗干扰单元处理后输出CANH和CANL。
本实施例中，如图2所示，隔离芯片U1采用ISO7221,ISO7221隔离芯片U1是一种高精度、高绝缘的隔离运放，共有八个引脚，引脚配置如图2所示，其中，VCC1和VCC2为电源引脚，GND1和GND2为接地引脚，两路输入引脚INA和INB,两路输出引脚OUTA和OUTB。ISO7221隔离芯片U1是一种低成本的双通道数字隔离器，ISO7221的非线性度很小，具有更高的数据传输速度和电磁抗干扰能力，由于CAN总线通讯电路一般都是利用在环境比较恶劣，控制室与现场比较远的场合,需要将CAN总线通讯电路与控制电路隔离开来，ISO7221具备很高的隔离性能，用在本实施方式中能够很好的做到隔离，降低噪声，在提高准确性的同时降低了成本。
如图3所示，驱动芯片U2采用TJA1050，TJA1050驱动芯片U2是一种标准的高速CAN收发器，可以为总线通讯电路提供差动发送性能，为总线通讯电路提供差动接收性能，共有八个引脚，引脚配置如图3示，其中，VCC为电源引脚，GND为接地引脚，TXD为发送数据输入引脚，RXD为接受数据输入引脚，Vref为参考电压输出引脚，Rs为选择高速模式还是静音模式，CANH为高电平CAN总线，CANL为低电平CAN总线。这是一款高速度，带有宽输入范围的差动接收器，具有抗电磁干扰的能力，没有上电节点，不会对总线造成干扰,驱动芯片TJA1050将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平。用在本实施方式中能够使CANH和CANL理想配合，使电磁辐射减到更低快速参考数据。
CAN总线抗干扰单元是由电阻R1、R2、R3和R4和电容C1和C2以及共轭线圈LB1和CANH和CANL之间的匹配电阻构成，这样做的目的是滤除总线上的高频干扰，防电磁辐射的能力，提高可靠性和稳定性。
具体实施中，CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX直接接到单片机（图中未标出）的具有CAN收发功能的两个引脚。
所述隔离芯片U1引脚INA连接CAN信号发送引脚TX，引脚OUTB连接CAN信号接收引脚RX，所述引脚OUTA连接驱动芯片U2的引脚TXD，所述引脚INB通过电阻R5连接驱动芯片U2的引脚RXD。所述驱动芯片U2引脚CANH连接共轭线圈LB1的4脚，引脚CANL连接共轭线圈LB1的3脚。这样做的目的是为了实现CAN总线各节点的电气隔离，包括电源隔离和信号隔离。
所述隔离芯片U1的引脚GND1和GND2接地，引脚VCC1和VCC2分别连接VCC电源引脚，所述CAN信号发送引脚TX的节点通过电阻R6连接VCC2的VCC电源引脚，CAN信号接收引脚RX的节点通过电阻R7连接VCC2的VCC电源引脚。
所述驱动芯片U2的引脚GND接地，引脚VCC连接电源引脚，引脚GND与引脚VCC引出的导线之间节点连接有电容C3的两端。
所述驱动芯片U2的引脚Rs接地，所述引脚CANH与共轭线圈LB1的4脚之间的节点通过电阻R2接入VCC电源引脚，共轭线圈LB1的4脚与电阻R2之间的节点通过电容C1接地。
所述引脚CANL与共轭线圈LB1的3脚之间的节点通过电阻R4接地，共轭线圈LB1的3脚与电阻R4之间的节点通过电容C2接地。
所述共轭线圈LB1的4脚与电容C1之间的节点连接双向TVS1管的5脚，共轭线圈LB1的3脚与电容C2之间的节点连接双向TVS1管的6脚，所述双向TVS1管的7脚、8脚接地。
所述电阻R1两端分别连接到共轭线圈LB1的1脚与2脚的物理总线CANH和CANL的节点。
本发明提出的CAN总线通讯电路，通过隔离单元和驱动单元的应用，解决了通信距离远的问题，通过抗干扰单元的应用，滤除总线上的高频干扰，防电磁辐射的能力，提高可靠性和稳定性。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种CAN总线通讯电路，其特征在于，包括CAN总线隔离单元、CAN总线驱动单元和CAN总线抗干扰单元，所述CAN总线隔离单元包括隔离芯片U1，所述CAN总线驱动单元包括驱动芯片U2，所述CAN总线抗干扰单元包括电阻R1、R2、R3和R4、电容C1、C2以及共轭线圈LB1；
所述隔离芯片U1共有八个引脚，其中，VCC1和VCC2为电源引脚，GND1和GND2为接地引脚，两路输入引脚INA和INB,两路输出引脚OUTA和OUTB；
所述驱动芯片U2共有八个引脚，其中，VCC为电源引脚，GND为接地引脚，TXD为发送数据输入引脚，RXD为接受数据输入引脚，Vref为参考电压输出引脚，Rs为选择高速模式还是静音模式，CANH为高电平CAN总线，CANL为低电平CAN总线；
所述隔离芯片U1引脚INA连接CAN信号发送引脚TX，引脚OUTB连接CAN信号接收引脚RX，所述引脚OUTA连接驱动芯片U2的引脚TXD，所述引脚INB通过电阻R5连接驱动芯片U2的引脚RXD；
所述驱动芯片U2引脚CANH连接共轭线圈LB1的4脚，引脚CANL连接共轭线圈LB1的3脚。
2.根据权利要求1所述的一种CAN总线通讯电路，其特征在于，所述隔离芯片U1的引脚GND1和GND2接地，引脚VCC1和VCC2分别连接VCC电源引脚，所述CAN信号发送引脚TX的节点通过电阻R6连接VCC2的VCC电源引脚，CAN信号接收引脚RX的节点通过电阻R7连接VCC2的VCC电源引脚。
3. 根据权利要求1所述的一种CAN总线通讯电路，其特征在于，所述驱动芯片U2的引脚GND接地，引脚VCC连接电源引脚，引脚GND与引脚VCC引出的导线之间节点连接有电容C3的两端。
4. 根据权利要求1所述的一种CAN总线通讯电路，其特征在于，所述驱动芯片U2的引脚Rs接地，所述引脚CANH与共轭线圈LB1的4脚之间的节点通过电阻R2接入VCC电源引脚，共轭线圈LB1的4脚与电阻R2之间的节点通过电容C1接地。
5. 根据权利要求1所述的一种CAN总线通讯电路，其特征在于，所述引脚CANL与共轭线圈LB1的3脚之间的节点通过电阻R4接地，共轭线圈LB1的3脚与电阻R4之间的节点通过电容C2接地。
6. 根据权利要求1所述的一种CAN总线通讯电路，其特征在于，所述共轭线圈LB1的4脚与电容C1之间的节点连接双向TVS1管的5脚，共轭线圈LB1的3脚与电容C2之间的节点连接双向TVS1管的6脚，所述双向TVS1管的7脚、8脚接地。
7. 根据权利要求1所述的一种CAN总线通讯电路，其特征在于，所述电阻R1两端分别连接到共轭线圈LB1的1脚与2脚的物理总线CANH和CANL的节点。
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