CN106708766A - 一种协议转换隔离接口模块 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种协议转换隔离接口模块，用于解决现有技术中采用的MCU(微控制器)没有足够的总线接口导致的适用范围窄以及协议转换电路集成度低、体积大的技术问题。本发明实施例包括：MCU、至少两个收发器、隔离芯片；MCU一端与隔离芯片一端连接，隔离芯片另一端与收发器一端连接；收发器另一端与外部总线连接；MCU另一端与外部器件连接；MCU、收发器和隔离芯片组成封装结构的集成电路。

Description

一种协议转换隔离接口模块

技术领域

本发明涉及隔离接口领域，尤其涉及一种协议转换隔离接口模块。

背景技术

在工业控制、BMS等行业，CAN总线、RS-485总线等总线被广泛使用。目前，控制系统功能的复杂程度不断增加，系统需要更多的总线接口，从而实现对更多设备的控制以及监控。但实际应用中，大部分的MCU(微控制器)只有1～2路CAN控制器，或2～4路串口，对于一些需求多路总线的应用具有一定的局限性。

现有技术中，若使用的MCU没有或没有足够的总线接口，设计人员只能重新选择MCU进行设计，而MCU的更换涉及软件的重构、电路的大范围变更等繁琐的工作。且现有的接口协议转换电路为多个独立单元组成的电路，在隔离方面没有同时集成电源隔离和信号隔离并且做成小体积可直接使用的接口协议转换隔离模块。此外，现有的电路中多数还使用了类似MP2510的CAN控制器芯片，成本高。

发明内容

本发明实施例提供了一种协议转换隔离接口模块，解决了现有技术中采用的MCU没有足够的总线接口导致的适用范围窄以及协议转换电路集成度低、体积大的技术问题。

本发明实施例提供的一种协议转换隔离接口模块，包括：

MCU、至少两个收发器、隔离芯片；

MCU一端与隔离芯片一端连接，隔离芯片另一端与收发器一端连接；

收发器另一端与外部总线连接，用于接收外部总线的数据并经隔离芯片传输外部总线数据至MCU和/或接收MCU经隔离芯片传输的数据并发送数据至外部总线；

MCU另一端与外部器件连接，用于接收外部传送的数据并在进行处理后经隔离芯片发送至收发器和/或接收由收发器经隔离芯片传输的外部总线数据并在进行处理后发送至外部；

MCU、收发器、隔离芯片组成封装结构的集成电路。

优选地，MCU通过SPI接口或UART接口与外部器件连接；

或

MCU通过SPI接口和UART接口与外部器件连接。

优选地，隔离芯片为光耦芯片、磁隔芯片、容隔芯片中的任意一种。

优选地，至少两个收发器包括CAN收发器或485收发器或232收发器或CAN收发器和485收发器或CAN收发器和232收发器或485收发器和232收发器或CAN收发器和485收发器和232收发器。

优选地，还包括：隔离电源；

隔离电源的输入端与隔离芯片一侧相连，隔离电源的输出端与隔离芯片另一侧及收发器相连，用于提供电源；

隔离电路为DC-DC电路，隔离电路输出正极VO1～VOn和输出地极G1～Gn引出至外部作为输出引脚。

优选地，隔离电源的输出之间为相互隔离或相互不隔离。

优选地，还包括：

外壳和引脚；

集成电路封装于外壳内，外壳内填充有灌封胶；

引脚为嵌入在外壳内部，并延伸出至少一端至外壳外部。

优选地，引脚数量为16个，引脚分为两列，均匀对称分布于封装外壳两侧。

优选地，引脚数量为14个，引脚分为两列，均匀对称分布于封装外壳两侧。

优选地，引脚还包括：

第三列引脚，第三列引脚布置于两列引脚其中一列的相邻侧。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的一种协议转换隔离接口模块，包括：MCU、至少两个收发器、隔离芯片；MCU一端与隔离芯片一端连接，隔离芯片另一端与收发器一端连接；收发器另一端与外部总线连接，用于接收外部总线的数据并经隔离芯片传输外部总线数据至MCU和/或接收MCU经隔离芯片传输的数据并发送数据至外部总线；MCU另一端与外部器件连接，用于接收外部器件传送的数据并在进行处理后经隔离芯片发送至收发器和/或接收由收发器经隔离芯片传输的外部总线数据并在进行处理后发送至外部器件；MCU、至少两个收发器、隔离芯片组成封装结构的集成电路，具有集成度高且体积小的特点，迎合了电子产品小型化、模块化的潮流，解决了现有技术中采用的MCU没有足够的总线接口导致的适用范围窄以及协议转换电路集成度低、体积大的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种协议转换隔离接口模块电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种SPI/UART转双路485隔离转换模块的外观图；

图3为本发明实施例提供的一种SPI/UART转双路485隔离转换模块的前视图；

图4为本发明实施例提供的一种SPI/UART转双路485隔离转换模块的底视图；

图5为本发明实施例提供的一种SPI/UART转双路485隔离转换模块的俯视图；

图6为本发明实施例提供的一种SPI/UART转双路485隔离转换模块的引脚分布图；

图7为本发明实施例提供的一种SPI/UART转单路CAN隔离转换模块的外观图；

图8为本发明实施例提供的一种SPI/UART转单路CAN隔离转换模块的前视图；

图9为本发明实施例提供的一种SPI/UART转单路CAN隔离转换模块的底视图；

图10为本发明实施例提供的一种SPI/UART转单路CAN隔离转换模块的俯视图；

图11为本发明实施例提供的一种SPI/UART转单路CAN隔离转换模块的引脚分布图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种协议转换隔离接口模块，用于解决现有技术中采用的MCU没有足够的总线接口导致的适用范围窄以及协议转换电路集成度低、体积大的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种协议转换隔离接口模块，包括：

MCU、至少两个收发器、隔离芯片；其中，至少两个收发器包括基于不同协议的收发器，如CAN收发器、485收发器、232收发器。

MCU一端与隔离芯片一端连接，隔离芯片另一端与收发器一端连接；

收发器另一端与外部总线连接，用于接收外部总线的数据并经隔离芯片传输外部总线数据至MCU和/或接收MCU经隔离芯片传输的数据并发送数据至外部总线；

MCU另一端与外部器件连接，用于接收外部器件，如外部MCU，传送的数据并在进行处理后经隔离芯片发送至收发器和/或接收由收发器经隔离芯片传输的外部总线数据并在进行处理后发送至外部器件；

MCU、收发器、隔离芯片组成封装结构的集成电路。

进一步地，

MCU通过SPI接口或UART接口与外部器件连接；

或

MCU通过SPI接口和UART接口与外部器件连接。

进一步地，

隔离芯片为光耦芯片、磁隔芯片、容隔芯片中的任意一种。

进一步地，

至少两个收发器包括CAN收发器或485收发器或232收发器或CAN收发器和485收发器或CAN收发器和232收发器或485收发器和232收发器或CAN收发器和485收发器和232收发器。其中，选取的收发器可以从CAN收发器和485收发器和232收发器中任意选取。比如，有两个收发器，分别为CAN收发器和484收发器；比如，有两个收发器，分别为485收发器和232收发器；比如，有三个收发器，分别为CAN收发器和485收发器和232收发器；比如，有四个收发器，分别为两个CAN收发器和一个485收发器和一个232收发器。

进一步地，还包括：隔离电源；

隔离电源的输入端与隔离芯片一侧相连，隔离电源的输出端与隔离芯片另一侧及收发器相连，用于提供电源；

隔离电路为DC-DC电路，隔离电路输出正极VO1～VOn和输出地极G1～Gn引出至外部作为输出引脚，或者不引出。

进一步地，

隔离电路的输出之间可相互隔离，也可以不隔离，当收发器与多路总线连接时，隔离电路的输出之间相互隔离，当收发器与单路总线连接时，电源隔离电路输出之间不隔离，则隔离电路输出正极VO1～VOn间电位相等，隔离电路输出地极G1～Gn间电位相等，即VO1＝VO2＝…＝VOn，G1＝G2＝…＝Gn。

需要说明的是，协议转换隔离接口模块可以有SPI接口、UART接口或两种接口同时存在。MCU可以和一个或多个隔离芯片相连接，与收发器组成一路或多路总线输出接口。其中，MCU可以为型号LPC11C14的MCU。

外部MCU通过SPI或UART接口与模块通信，可以控制上述的一个或多个收发器发送或接收数据。

外部MCU经过SPI或UART接口将数据传送至内部MCU，内部MCU处理后，经过一路或多路隔离芯片和收发器发送至总线。

外部总线数据，经过一路或多路收发器和隔离芯片传送至内部MCU，内部MCU处理后，通过SPI或UART接口发送至外部器件。

进一步地，还包括：

外壳和引脚；

集成电路封装于外壳内，且外壳内填充有灌封胶，即集成电路可印制成PCB板封装于外壳的内部，其中外壳可以为塑胶外壳，且外壳内部填充有灌封胶；

引脚为嵌入在外壳内部，并延伸出至少一端至外壳外部，即引脚一端与外壳内部的集成电路连接，引脚的另一端探出外壳的外部。请参阅图2～图6，分别为SPI/UART转双路485隔离转换模块的外观图、前视图、底视图、俯视图及引脚分布图。

其中，引脚数量为16个，引脚分为两列，均匀对称分布于封装外壳两侧；

引脚列与列间的距离为12.7mm，同一列的引脚间的距离为2.54mm。

进一步地，请参阅图7～图11，分别为SPI/UART转单路CAN隔离转换模块的外观图、前视图、底视图、俯视图及引脚分布图。

其中，引脚数量为14个，引脚分为两列，均匀对称分布于封装外壳两侧；

引脚列与列间的距离为15.24mm，同一列的引脚间的距离为2.54mm。

进一步地，

引脚还包括：

第三列引脚，第三列引脚布置于两列引脚其中一列的相邻侧；

第三列引脚间的距离为2.54mm。

本发明实施例提供的一种协议转换隔离接口模块，包括：MCU、至少两个收发器、隔离芯片；MCU一端与隔离芯片一端连接，隔离芯片另一端与收发器一端连接；收发器另一端与外部总线连接，用于接收外部总线的数据并经隔离芯片传输外部总线数据至MCU和/或接收MCU经隔离芯片传输的数据并发送数据至外部总线；MCU另一端与外部器件连接，用于接收外部器件传送的数据并在进行处理后经隔离芯片发送至收发器和/或接收由收发器经隔离芯片传输的外部总线数据并在进行处理后发送至外部器件；MCU、收发器、隔离芯片组成封装结构的集成电路，具有集成度高且体积小的特点，迎合了电子产品小型化、模块化的潮流，解决了现有技术中采用的MCU没有足够的总线接口导致的适用范围窄以及协议转换电路集成度低、体积大的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种协议转换隔离接口模块，其特征在于，包括：

MCU、至少两个收发器、隔离芯片；

所述MCU一端与所述隔离芯片一端连接，所述隔离芯片另一端与所述收发器一端连接；

所述收发器另一端与外部总线连接，用于接收外部总线的数据并经所述隔离芯片传输所述外部总线数据至所述MCU和/或接收所述MCU经所述隔离芯片传输的数据并发送所述数据至外部总线；

所述MCU另一端与外部器件连接，用于接收外部传送的数据并在进行处理后经所述隔离芯片发送至所述收发器和/或接收由所述收发器经所述隔离芯片传输的外部总线数据并在进行处理后发送至外部；

所述MCU、所述收发器、所述隔离芯片组成封装结构的集成电路。

2.根据权利要求1所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，所述MCU通过SPI接口或UART接口与外部器件连接；

或

所述MCU通过SPI接口和UART接口与外部器件连接。

3.根据权利要求1所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，所述隔离芯片为光耦芯片、磁隔芯片、容隔芯片中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，至少两个所述收发器包括CAN收发器或485收发器或232收发器或CAN收发器和485收发器或CAN收发器和232收发器或485收发器和232收发器或CAN收发器和485收发器和232收发器。

5.根据权利要求1所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，还包括：隔离电源；

所述隔离电源的输入端与所述隔离芯片一侧相连，所述隔离电源的输出端与所述隔离芯片另一侧及所述收发器相连，用于提供电源；

所述隔离电路为DC-DC电路，所述隔离电路输出正极VO1～VOn和输出地极G1～Gn引出至外部作为输出引脚。

6.根据权利要求5所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，所述隔离电源的输出之间为相互隔离或相互不隔离。

7.根据权利要求1所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，还包括：

外壳和引脚；

所述集成电路封装于所述外壳内，所述外壳内填充有灌封胶；

所述引脚为嵌入在所述外壳内部，并延伸出至少一端至所述外壳外部。

8.根据权利要求7所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，所述引脚数量为16个，所述引脚分为两列，均匀对称分布于所述封装外壳两侧。

9.根据权利要求7所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，所述引脚数量为14个，所述引脚分为两列，均匀对称分布于所述封装外壳两侧。

10.根据权利要求9所述的协议转换隔离接口模块，其特征在于，所述引脚还包括：

第三列引脚，第三列所述引脚布置于两列所述引脚其中一列的相邻侧。