CN106067904A - 一种车辆can通讯通道切换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆CAN通讯道切换电路，包括主控制器MCU、CAN通道接口电路、CAN通道一扩二扩展电路以及分别向主控制器MCU、CAN通道接口电路、CAN通道一扩二扩展电路供电的电源，主控制器MCU与CAN通道接口电路双向连接，CAN通道接口电路与CAN通道一扩二扩展电路双向连接。本发明主要解决了只有一路CAN通道的主控制器其CAN通道功能不足的问题，无论是波特率为250kpbs的CAN通道还是波特率为500kpbs的CAN通道，通过对两路CAN通道的不同配置，使用CAN通道切换电路，同时实现了车辆信息的收集和对车辆的诊断。

Description

一种车辆CAN通讯通道切换电路
技术领域
本发明涉及一种车辆CAN通讯通道切换电路，属于车辆CAN通讯技术领域。
背景技术
从20世纪80年代起，美、日、欧等各大汽车制造企业开始在其生产的电喷汽车上配备OBD，初期的OBD没有自检功能。比OBD更先进的OBD-Ⅱ在20世纪90年代中期产生，美国汽车工程师协会(SAE)制定了一套标准规范，要求各汽车制造企业按照OBD-Ⅱ的标准提供统一的诊断模式，在21世纪初，国内也发布了一系列的车辆诊断OBD技术要求。
目前国内市场一些主控制器芯片，在产品开发上还有很大的应用，这些只有一路CAN通道的主控制器所设计出的产品，往往只能简单的实现车辆行驶信息的采集，在现有情况下已经很难满足车辆的CAN通讯要求。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种车辆CAN通讯通道切换电路，针对只有一路CAN通道的主控制器，通过CAN通道的切换，不仅实现了波特率为250kpbs的CAN通道对车辆行驶信息的读取，同时实现了波特率为500kpbs的CAN通道对车辆的诊断。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种车辆CAN通讯道切换电路，包括主控制器MCU、CAN通道接口电路、CAN通道一扩二扩展电路以及分别向主控制器MCU、CAN通道接口电路、CAN通道一扩二扩展电路供电的电源，主控制器MCU与CAN通道接口电路双向连接，CAN通道接口电路与CAN通道一扩二扩展电路双向连接。
所述CAN通道接口电路包括收发器U41、CAN共模滤波器41CMF1、双向击穿二极管D41A、双向击穿二极管D41B、电容41C1和电阻41R1，收发器U41的引脚1和引脚4分别与主控制器MCU连接，收发器U41的引脚2分别连接电容41C1的一端和接地端，收发器U41的引脚3分别连接电源和电容41C1的另一端，收发器U41的引脚6和引脚7分别连接至CAN共模滤波器41CMF1的1脚和2脚，收发器U41的引脚8接地， CAN共模滤波器41CMF1的3脚为CAN-N线路，CAN共模滤波器41CMF1的4脚为CAN-P线路，CAN共模滤波器41CMF1的3脚分别连接双向击穿二极管D41A的一端和电阻41R1的一端， CAN共模滤波器41CMF1的4脚分别连接双向击穿二极管D41B的一端和电阻41R1的另一端，双向击穿二极管D41A的另一端和双向击穿二极管D41B的另一端均接地。
所述CAN通道一扩二扩展电路包括模拟信号开关U42、电容42C1、电阻42R1和电阻42R2，模拟信号开关U42包括U42A和U42B，模拟信号开关U42A的引脚1分别连接电容42C1的一端和电源，电容42C1的另一端接地，模拟信号开关U42A的引脚6接地，电阻42R1的一端连接至CANS-P线路，电阻42R1的另一端接地，模拟信号开关U42A的引脚4连接CANS-P线路，模拟信号开关U42A的引脚3连接CAN-P线路，模拟信号开关U42A的引脚5连接至CAN1-P，模拟信号开关U42A的引脚2连接至CAN2-P；电阻42R2的一端连接至CANS-N线路，电阻42R2的另一端接地，模拟信号开关U42B的引脚8连接CANS-N线路，模拟信号开关U42B的引脚9连接CAN-N线路，模拟信号开关U42B的引脚7连接至CAN1-N，模拟信号开关U42B的引脚10连接至CAN2-N。
所述主控制器MCU采用基于Cortex-M3内核的32位的ARM芯片STM32F103作为主控制芯片；CAN通道接口电路采用TJA1050收发器芯片；CAN通道一扩二扩展电路采用SGM3005模拟信号开关。
所述收发器芯片TJA1050由LM2596S-5V开关电源芯片作为一级电源为其提供5V电压，主控芯片STM32F103由SPX3819M5-3.3线性电源芯片作为二级电源为其提供3.3V电压。
本发明的有益效果是：
本发明主要解决了只有一路CAN通道的主控制器其CAN通道功能不足的问题，无论是波特率为250kpbs的CAN通道还是波特率为500kpbs的CAN通道，通过对两路CAN通道的不同配置，使用CAN通道切换电路，同时实现了车辆信息的收集和对车辆的诊断。
附图说明
图1为本发明的原理结构图。
图2为本发明CAN通道接口电路的电路连接图。
图3为本发明CAN通道一扩二扩展电路中的模拟信号开关U42A的电路连接图。
图4为本发明的CAN通道一扩二扩展电路中的模拟信号开关U42B的电路连接图。
图5为本发明工作流程示意图。
图中，1、主控制器MCU，2、CAN通道接口电路，3、CAN通道一扩二扩展电路，4、电源。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的车辆CAN通讯道切换电路，包括主控制器MCU 1、CAN通道接口电路2、CAN通道一扩二扩展电路3以及分别向主控制器MCU 1、CAN通道接口电路2、CAN通道一扩二扩展电路3供电的电源4，主控制器MCU 1与CAN通道接口电路2双向连接，CAN通道接口电路2与CAN通道一扩二扩展电路3双向连接；所述主控制器MCU 1采用基于Cortex-M3内核的32位的ARM芯片STM32F103作为主控制芯片，主控制器MCU 1接收到通道切换的信号后，控制CAN通道一扩二扩展电路3切换到对应的通道上，实现对CAN通道的扩展。
如图2所示，CAN通道接口电路2包括收发器U41、CAN共模滤波器41CMF1、双向击穿二极管D41A、双向击穿二极管D41B、电容41C1和电阻41R1，所述收发器U41采用TJA1050收发器芯片，并配有完备的ESD防护和共模滤波器，具备了较高的可靠性，并预留了阻值为120Ω的终端电阻41R1，用户可以按需进行配置；收发器U41的引脚1和引脚4分别与主控制器MCU1连接，收发器U41的引脚2分别连接电容41C1的一端和接地端，收发器U41的引脚3分别连接电源和电容41C1的另一端，收发器U41的引脚6和引脚7分别连接至CAN共模滤波器41CMF1的1脚和2脚，收发器U41的引脚8接地， CAN共模滤波器41CMF1的3脚为CAN-N线路，CAN共模滤波器41CMF1的4脚为CAN-P线路，CAN共模滤波器41CMF1的3脚分别连接双向击穿二极管D41B的一端和电阻41R1的一端，CAN共模滤波器41CMF1的4脚分别连接双向击穿二极管D41A的一端和电阻41R1的另一端，双向击穿二极管D41A的另一端和双向击穿二极管D41B的另一端均接地。
所述CAN通道一扩二扩展电路3包括模拟信号开关U42、电容42C1、电阻42R1和电阻42R2，模拟信号开关U42包括U42A和U42B，U42采用SGM3005模拟信号开关，SGM3005模拟信号开关是一款双向、超低阻、低功耗、低漏电流、高速、高带宽的单刀双掷（SPDT）模拟信号开关，工作电压从+1.8V至+5.5V，SGM3005具有2个独立开关，其超低接触电阻可以减少电池供电便携式产品的信号损失，改善信号输出级，其优秀的接触电阻平整度非常适用于低失真信号输出，此外其高速特性也使其非常适用于信号的传输；如图3所示，模拟信号开关U42A的引脚1分别连接电容42C1的一端和电源，电容42C1的另一端接地，模拟信号开关U42A的引脚6接地，电阻42R1的一端连接至CANS-P线路，电阻42R1的另一端接地，模拟信号开关U42A的引脚4连接CANS-P线路，模拟信号开关U42A的引脚3连接CAN-P线路，模拟信号开关U42A的引脚5连接至CAN1-P，模拟信号开关U42A的引脚2连接至CAN2-P；如图4所示，电阻42R2的一端连接至CANS-N线路，电阻42R2的另一端接地，模拟信号开关U42B的引脚8连接CANS-N线路，模拟信号开关U42B的引脚9连接CAN-N线路，模拟信号开关U42B的引脚7连接至CAN1-N，模拟信号开关U42B的引脚10连接至CAN2-N。CAN通道一扩二扩展电路3的CANS-P线路与主控制器MCU 1连接，CAN通道一扩二扩展电路3的CAN-P线路与CAN通道接口电路2的CAN-P连接，CAN通道一扩二扩展电路3的CANS-N线路与主控制器MCU 1连接，CAN通道一扩二扩展电路3的CAN-N线路与CAN通道接口电路2的CAN-N连接；CAN通道接口电路2分别通过TXCAN0和RXCAN0与主控制器MCU 1连接。
本发明采用3.3V电源为主控芯片STM32F103供电，采用5V电源为收发器芯片TJA1050供电；针对商用车24V的供电环境，收发器芯片TJA1050由LM2596S-5V开关电源芯片作为一级电源为其提供5V电压，主控芯片STM32F103由SPX3819M5-3.3线性电源芯片作为二级电源为其提供3.3V电压。
本发明的车辆CAN通讯通道切换电路的工作原理如下，如图5所示：
（1）主控制器MCU 1上电后默认初始化CAN1通道，初始化波特率为250kpbs，实现CAN1通道对车辆行驶信息的采集；
（2）主控制器MCU 1接收到有CAN2任务需要处理的信号后，将打断CAN1的任务处理，此处定义CAN2任务处理具有高的优先级，主控制器MCU 1重新初始化CAN通道，波特率为500kpbs，通过CAN通道一扩二扩展电路3，实现CAN通道的切换，这样就可以执行对CAN2的任务处理；
（3）CAN2任务执行完毕后，主控制器MCU 1会再一次的将CAN通道切换到默认的CAN1通道。
本发明针对只有一路CAN通道的主控制器，通过CAN通道的切换，不仅实现了波特率为250kpbs的CAN通道对车辆行驶信息的读取，同时实现了波特率为500kpbs的CAN通道对车辆的诊断。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种车辆CAN通讯道切换电路，其特征在于：包括主控制器MCU（1）、CAN通道接口电路（2）、CAN通道一扩二扩展电路（3）以及分别向主控制器MCU（1）、CAN通道接口电路（2）、CAN通道一扩二扩展电路（3）供电的电源（4），主控制器MCU（1）与CAN通道接口电路（2）双向连接，CAN通道接口电路（2）与CAN通道一扩二扩展电路（3）双向连接。
2.根据权利要求1所述的车辆CAN通讯道切换电路，其特征在于：所述CAN通道接口电路（2）包括收发器U41、CAN共模滤波器41CMF1、双向击穿二极管D41A、双向击穿二极管D41B、电容41C1和电阻41R1，收发器U41的引脚1和引脚4分别与主控制器MCU（1）连接，收发器U41的引脚2分别连接电容41C1的一端和接地端，收发器U41的引脚3分别连接电源和电容41C1的另一端，收发器U41的引脚6和引脚7分别连接至CAN共模滤波器41CMF1的1脚和2脚，收发器U41的引脚8接地， CAN共模滤波器41CMF1的3脚为CAN-N线路，CAN共模滤波器41CMF1的4脚为CAN-P线路， CAN共模滤波器41CMF1的3脚分别连接双向击穿二极管D41A的一端和电阻41R1的一端,CAN共模滤波器41CMF1的4脚分别连接双向击穿二极管D41B的一端和电阻41R1的另一端，双向击穿二极管D41A的另一端和双向击穿二极管D41B的另一端均接地。
3.根据权利要求1所述的车辆CAN通讯道切换电路，其特征在于：所述CAN通道一扩二扩展电路（3）包括模拟信号开关U42、电容42C1、电阻42R1和电阻42R2，模拟信号开关U42包括U42A和U42B，模拟信号开关U42A的引脚1分别连接电容42C1的一端和电源，电容42C1的另一端接地，模拟信号开关U42A的引脚6接地，电阻42R1的一端连接至CANS-P线路，电阻42R1的另一端接地，模拟信号开关U42A的引脚4连接CANS-P线路，模拟信号开关U42A的引脚3连接CAN-P线路，模拟信号开关U42A的引脚5连接至CAN1-P，模拟信号开关U42A的引脚2连接至CAN2-P；电阻42R2的一端连接至CANS-N线路，电阻42R2的另一端接地，模拟信号开关U42B的引脚8连接CANS-N线路，模拟信号开关U42B的引脚9连接CAN-N线路，模拟信号开关U42B的引脚7连接至CAN1-N，模拟信号开关U42B的引脚10连接至CAN2-N。
4.根据权利要求1所述的车辆CAN通讯道切换电路，其特征在于：所述主控制器MCU（1）采用基于Cortex-M3内核的32位的ARM芯片STM32F103作为主控制芯片；CAN通道接口电路（2）采用TJA1050收发器芯片；CAN通道一扩二扩展电路（3）采用SGM3005模拟信号开关。
5.根据权利要求4所述的车辆CAN通讯道切换电路，其特征在于：所述收发器芯片TJA1050由LM2596S-5V开关电源芯片作为一级电源为其提供5V电压，主控芯片STM32F103由SPX3819M5-3.3线性电源芯片作为二级电源为其提供3.3V电压。
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