CN107395476B - 控制局域网络can芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制局域网络CAN芯片。其中，该芯片包括：两个发送通路，每个发送通路用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送通路的输入端与CAN芯片的写引脚TXD连接，输出端与CAN总线通过两种不同的接线方式连接；两个接收通路，每个接收通路用于将差分电平转换为逻辑电平，每个接收通路的输出端与CAN芯片的读引脚RXD连接，输入端通过两种不同的接线方式与CAN总线连接；极性判断单元，其输入端与CAN总线连接，用于根据CAN总线的差分电平的大小选通两个发送通路之一和两个接收通路之一。本发明解决了相关技术中的CAN无极性通讯的技术方案成本较高的技术问题。

Description

控制局域网络CAN芯片

技术领域

本发明涉及控制局域网路(Controller Area Network，简称为CAN)无极性通信领域，具体而言，涉及一种控制局域网络CAN芯片。

背景技术

目前使用的CAN无极性通讯的换向功能通常采用在CAN芯片外部搭建换向电路，通过CAN芯片外部的微控制单元(Microcontroller，简称为MCU)识别极性并控制极性切换，但是，该种实现方案的电路需要在外部搭建换向电路，电路比较复杂，易出现故障，可靠性不高，并且需要配置MCU，成本较高。或者，还存在另一种实现方案，将换向电路封装在CAN芯片内部，但仍需外部MCU识别极性后向换向电路发送切换信号，该种技术方案的换向功能仍需要外部MCU识别并控制，反应速度较慢，并且仍需要配置MCU，浪费MCU资源，成本较高。

针对相关技术中的CAN无极性通讯的技术方案成本较高的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制局域网络CAN芯片，以至少解决相关技术中的CAN无极性通讯的技术方案成本较高的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种控制局域网络CAN芯片，包括：两个发送通路，每个发送通路用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送通路的输入端与CAN芯片的写引脚TXD连接，输出端与CAN总线通过两种不同的接线方式连接；两个接收通路，每个接收通路用于将差分电平转换为逻辑电平，每个接收通路的输出端与CAN芯片的读引脚RXD连接，输入端通过两种不同的接线方式与CAN总线连接；极性判断单元，其输入端与CAN总线连接，用于根据CAN总线的差分电平的大小选通两个发送通路之一和两个接收通路之一。

进一步地，两个发送通路包括：发送单元，用于将逻辑电平转换为差分电平，其输入端与写引脚TXD连接；两个发送连接电路，每个发送连接电路的输入端与发送单元的输出端连接，每个发送连接电路的输出端通过不同的接线方式与CAN总线连接，和/或两个接收通路包括：接收单元，用于将差分电平转换为逻辑电平，其输出端与读引脚RXD连接；两个接收连接电路，每个接收连接电路的输出端与接收单元的输入端连接，每个接收连接电路的输出端通过不同的接线方式与CAN总线连接，其中，极性判断单元用于选通两个发送连接电路之一，并选通两个接收连接电路之一。

进一步地，发送单元的输出端或接收单元的输入端包括两个引脚，CAN总线包括两条数据线，不同的连接方式为两个引脚与两条数据线一一对应连接的两种不同的连接方式。

进一步地，每个连接电路包括两个开关器件，每个开关器件连接在一个引脚与对应的数据线之间，极性判断单元用于通过控制每个连接电路中的两个开关器件同时导通或同时断开以控制每个连接电路的通断。

进一步地，开关器件为场效应MOS管。

进一步地，两个发送通路包括：两个发送单元，每个发送单元用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送单元的输入端与写引脚TXD连接，两个发送单元的输出端通过不同的接线方式与CAN总线连接，和/或两个接收通路包括：两个接收单元，每个接收单元用于将逻辑电平转换为差分电平，每个接收单元的输出端与读引脚RXD连接，两个接收单元的输入端通过不同的接线方式与CAN总线连接。

进一步地，至少一个通路具有使能引脚，每个使能引脚与极性判断单元连接，每个具有使能引脚的通路用于在对应的使能引脚接收到对应的使能电平时导通。

进一步地，极性判断单元的输出端为一个引脚，用于输出高电平或低电平，其中，两个发送通路的使能电平相反，两个接收通路的使能电平相反，且接线方式相同的发送通路与接收通路的使能电平相同。

进一步地，极性判断单元包括比较电路，比较电路的输入端接入基准电压，比较电路用于依据CAN总线的差分电平与基准电压的比较结果产生控制信号，并根据控制信号控制每个通路的通断。

进一步地，该CAN芯片还包括：壳体，其中，壳体的内部包括两个发送单元、两个接收单元和极性判断单元。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括本发明的控制局域网络CAN芯片。

在本发明实施例中，通过设置两个输入端的接线方式不同的发送通路和两个输出端的接线方式不同的接收通路，通过极性判断单元对极性进行判断并在两个发送通路中择一连通、在两个接收通路中择一连通，解决了相关技术中的CAN无极性通讯的技术方案成本较高的技术问题，进而实现了无需外部MCU即可自动确定极性并切换连接电路的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的控制局域网络CAN芯片的示意图；

图2是根据本发明实施例的另一种可选的控制局域网络CAN芯片的示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种可选的控制局域网络CAN芯片的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本申请提供了一种控制局域网络CAN芯片的实施例。

图1是根据本发明实施例的一种可选的控制局域网络CAN芯片的示意图，如图1所示，该CAN芯片包括：两个发送通路：第一发送通路21和第二发送通路22，两个接收通路：第一接收通路31和第二接收通路32，以及极性判断单元40。

CAN芯片中包括写引脚TXD和读引脚RXD，写引脚TXD用于输出逻辑电平，读引脚RXD用于接收逻辑电平。

每个发送通路用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送通路的输入端与CAN芯片的写引脚TXD连接，输出端与CAN总线通过两种不同的接线方式连接。

每个接收通路用于将差分电平转换为逻辑电平，每个接收通路的输出端与CAN芯片的读引脚RXD连接，输入端通过两种不同的接线方式与CAN总线连接。

极性判断单元，其输入端与CAN总线连接，用于根据CAN总线的差分电平的大小选通两个发送通路之一和两个接收通路之一。

需要说明的是，每个发送通路至少包括一个发送单元，发送单元是用于将逻辑电平转换为差分电平的电路，每个发送通路的输入端为一个发送单元的输入端，每个发送单元的输出端包括两个引脚，两个发送通路的接线方式不同是指发送单元的两个引脚与CAN总线的两根数据线之间一一对应连接的两种不同的连接方式，接线方式不同也即通讯的极性不同，由于CAN总线包括两根数据线，在现有技术中需要将发送单元的每个引脚与对应的数据线(也即通过正确的极性)相连接，但是通过本发明实施例提供的CAN芯片，可以在芯片内部通过极性判断单元根据CAN总线的差分电平大小进行极性判断，以在外部引脚的极性错误时通过内部的电路选择正确的极性。相应的，接收通路的结构也相似，在此不再赘述。

该实施例通过设置两个输入端的接线方式不同的发送通路和两个输出端的接线方式不同的接收通路，通过极性判断单元对极性进行判断并在两个发送通路中择一连通、在两个接收通路中择一连通，解决了相关技术中的CAN无极性通讯的技术方案成本较高的技术问题，进而实现了无需外部MCU即可自动确定极性并切换连接电路的技术效果。

作为一种可选的实施方式，两个发送通路的电路结构可以包括：发送单元，用于将逻辑电平转换为差分电平，其输入端与写引脚TXD连接；两个发送连接电路，每个发送连接电路的输入端与发送单元的输出端连接，每个发送连接电路的输出端通过不同的接线方式与CAN总线连接。两个接收通路的电路结构可以包括：接收单元，用于将差分电平转换为逻辑电平，其输出端与读引脚RXD连接；两个接收连接电路，每个接收连接电路的输出端与接收单元的输入端连接，每个接收连接电路的输出端通过不同的接线方式与CAN总线连接，其中，极性判断单元用于选通两个发送连接电路之一，并选通两个接收连接电路之一。

可选的，每个连接电路可以包括两个开关器件，每个开关器件连接在一个引脚与对应的数据线之间，极性判断单元用于通过控制每个连接电路中的两个开关器件同时导通或同时断开以控制每个连接电路的通断。可选的，开关器件为场效应MOS管。

需要说明的是，发送单元的输出端或接收单元的输入端包括两个引脚，CAN总线包括两条数据线，不同的接线方式为两个引脚与两条数据线一一对应连接的两种不同的连接方式。

作为另一种可选的实施方式，两个发送通路的电路结构可以包括：两个发送单元，每个发送单元用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送单元的输入端与写引脚TXD连接，两个发送单元的输出端通过不同的接线方式与CAN总线连接。两个接收通路的电路结构可以包括：两个接收单元，每个接收单元用于将逻辑电平转换为差分电平，每个接收单元的输出端与读引脚RXD连接，两个接收单元的输入端通过不同的接线方式与CAN总线连接。

作为一种可选的实施方式，至少一个通路具有使能引脚，每个使能引脚与极性判断单元连接，每个具有使能引脚的通路用于在对应的使能引脚接收到对应的使能电平时导通。

可选的，在极性判断单元的输出端为一个引脚的情况下，极性判断单元用于输出高电平或低电平，其中，两个发送通路的使能电平相反，两个接收通路的使能电平相反，且接线方式相同的发送通路与接收通路的使能电平相同。

可选的，极性判断单元可以包括比较电路，比较电路的输入端接入基准电压，比较电路用于依据CAN总线的差分电平与基准电压的比较结果产生控制信号，并根据控制信号控制每个通路的通断。

该CAN芯片还可以包括壳体，两个发送单元、两个接收单元和极性判断单元设置在壳体的内部。

下面结合两个具体的实施例对本发明提供的CAN芯片进行详细的说明：

图2是根据本发明实施例的另一种可选的控制局域网络CAN芯片的示意图，该实施例提供的CAN芯片需要两个接收单元和两个发送单元。

如2所示，该CAN芯片包括读引脚RXD，写引脚TXD，高电平引脚CAN_H，低电平引脚CAN_L。该CAN芯片的内部包括CAN处理单元，发送单元1，发送单元2，接收单元1，接收单元2，极性判断单元。

CAN处理单元是CAN芯片内部的处理单元，通过读引脚RXD和写引脚TXD与CAN芯片内部的其它电路单元相连接。

发送单元1的输入端与写引脚TXD相连接，发送单元1的引脚1与低电平引脚CAN_L相连接，发送单元1的引脚2与高电平引脚CAN_H相连接，发送单元2的输入端与写引脚TXD相连接，发送单元2的引脚1与高电平引脚CAN_H相连接，发送单元1的引脚2与低电平引脚CAN_L相连接，发送单元1的使能引脚与极性判断单元的使能控制端相连接，发送单元2的使能引脚与极性判断单元的使能控制端相连接，发送单元1的使能电平与发送单元2的使能电平相反。

接收单元1的输入端与写引脚TXD相连接，接收单元1的引脚2与低电平引脚CAN_L相连接，接收单元1的引脚1与高电平引脚CAN_H相连接，接收单元2的输入端与写引脚TXD相连接，接收单元2的引脚2与高电平引脚CAN_H相连接，接收单元1的引脚1与低电平引脚CAN_L相连接，接收单元1的使能引脚与极性判断单元的使能控制端相连接，接收单元2的使能引脚与极性判断单元的使能控制端相连接，接收单元1的使能电平与接收单元2的使能电平相反，且发送单元1与接收单元2的使能电平相同。

极性判断单元与高电平引脚CAN_H和低电平引脚CAN_L相连接，在高电平引脚CAN_H和低电平引脚CAN_L接入信号时，信号先流入到极性判断单元，极性判断单元将高电平引脚CAN_H的电压信号减去低电平引脚CAN_L的电压信号之后，将电压差值与基准电压进行比较：

如果电压差值大于基准电压，说明极性准确，极性判断单元使能发送单元1和接收单元2，此时，发送单元2和接收单元1不使能，停止使用；如果电压差值小于基准电压，说明极性错误，极性判断单元使能发送单元2和接收单元1，此时，发送单元1和接收单元2不使能，停止使用。通过上述的判断实现极性的换向功能。

该实施例提供了一种无须外部换向电路和外部MCU即可自行识别极性并切换到对应的线序的CAN芯片，能够简化电路、提高电路可靠性，无需外部MCU识别和控制，提高资源使用率，并且减少了元器件，降低了成本。

图3是根据本发明实施例的另一种可选的控制局域网络CAN芯片的示意图。

如图3所示，该CAN芯片包括读引脚RXD，写引脚TXD，高电平引脚CAN_H，低电平引脚CAN_L。该CAN芯片的内部包括CAN处理单元，发送单元，通道1，通道2，接收单元1，接收单元2，极性判断单元。

CAN处理单元与读引脚RXD和写引脚TXD相连接。

发送单元的输入端与写引脚TXD相连接。通道1包括两个开关器件：开关器件M1、开关器件M2，通道2包括两个开关器件：开关器件M3、开关器件M4。开关器件M1连接在发送单元的引脚1与低电平引脚CAN_L之间，开关器件M2连接在发送单元的引脚2与高电平引脚CAN_H之间，开关器件M3连接在发送单元的引脚2与高电平引脚CAN_H之间，开关器件M4连接在发送单元的引脚2与低电平引脚CAN_L之间。通道1(中的开关器件M1和开关器件M2)与极性判断单元的使能控制端相连接，开关器件M1和开关器件M2的使能电平相同；通道2(中的开关器件M3和开关器件M4)与极性判断单元的使能控制端相连接，开关器件M3和开关器件M4的使能电平相同，且通道1与通道2的使能电平相反。

接收单元1的输入端与写引脚TXD相连接，接收单元1的引脚2与低电平引脚CAN_L相连接，接收单元1的引脚1与高电平引脚CAN_H相连接，接收单元2的输入端与写引脚TXD相连接，接收单元2的引脚2与高电平引脚CAN_H相连接，接收单元1的引脚1与低电平引脚CAN_L相连接，接收单元1的使能引脚与极性判断单元的使能控制端相连接，接收单元2的使能引脚与极性判断单元的使能控制端相连接，接收单元1的使能电平与接收单元2的使能电平相反，且发送单元1与接收单元2的使能电平相同。

极性判断单元与高电平引脚CAN_H和低电平引脚CAN_L相连接，在高电平引脚CAN_H和低电平引脚CAN_L接入信号时，信号先流入到极性判断单元，极性判断单元将高电平引脚CAN_H减去低电平引脚CAN_L的电压差值分别与基准电压判断：

如果电压差值大于基准电压说明极性准确，极性判断单元使能通道1和接收单元2，此时，通道2和接收单元1不使能，停止使用；如果电压差值小于基准电压，说明极性错误，极性判断单元使能通道2和接收单元1，此时，通道1和接收单元2不使能，停止使用。通过上述的判断实现极性的换向功能。

通道可以是由两个MOS管组成，每个开关器件是一个MOS管。所以相对于图2所示的实施例，图3所示的实施例成本较低，是优选的实施方案。

需要说明的是，上述的发送单元、接收单元或处理单元等单元是通过电路等硬件、或者硬件与软件的结合以实现对应功能的单元。

本发明提供的CAN芯片能够实现如下技术效果：

1.CAN无极性通讯的换向功能无需搭配外部换向电路，电路简单。

2.CAN无极性通讯的换向功能无需外部MCU识别和控制，反应速度快。

3.电路简单，可靠性高，成本低。

本发明还提供了一种电子设备的实施例，该电子设备包括本发明实施例提供的控制局域网络CAN芯片。

上述本申请实施例的顺序不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。

其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元的间接耦合或通信连接可以是电性或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种控制局域网络CAN芯片，包括：

两个发送通路，每个发送通路用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送通路的输入端与所述CAN芯片的写引脚TXD连接，输出端与CAN总线通过两种不同的接线方式连接；

两个接收通路，每个接收通路用于将差分电平转换为逻辑电平，每个接收通路的输出端与所述CAN芯片的读引脚RXD连接，输入端通过两种不同的接线方式与所述CAN总线连接；

极性判断单元，其输入端与所述CAN总线连接，用于根据所述CAN总线的差分电平的大小选通所述两个发送通路之一和所述两个接收通路之一，所述两个发送通路包括：发送单元，用于将逻辑电平转换为差分电平，其输入端与所述写引脚TXD连接；两个发送连接电路，每个发送连接电路的输入端与所述发送单元的输出端连接，每个发送连接电路的输出端通过不同的接线方式与所述CAN总线连接，和/或所述两个接收通路包括：接收单元，用于将差分电平转换为逻辑电平，其输出端与所述读引脚RXD连接；两个接收连接电路，每个接收连接电路的输出端与所述接收单元的输入端连接，每个接收连接电路的输出端通过不同的接线方式与所述CAN总线连接，其中，所述极性判断单元用于选通所述两个发送连接电路之一，并选通所述两个接收连接电路之一，所述发送单元的输出端或所述接收单元的输入端包括两个引脚，所述CAN总线包括两条数据线，不同的所述接线方式为两个所述引脚与两条所述数据线一一对应连接的两种不同的连接方式，至少一个通路具有使能引脚，每个所述使能引脚与所述极性判断单元连接，每个具有所述使能引脚的通路用于在对应的使能引脚接收到对应的使能电平时导通，所述极性判断单元的输出端为一个引脚，用于输出高电平或低电平，其中，所述两个发送通路的使能电平相反，所述两个接收通路的使能电平相反，且接线方式相同的发送通路与接收通路的使能电平相同，所述CAN芯片还包括高电平引脚CAN_H、低电平引脚CAN_L、发送单元1、发送单元2、接收单元1、和接收单元2，所述发送单元1的引脚1与所述低电平引脚CAN_L相连接，所述发送单元1的引脚2与所述高电平引脚CAN_H相连接，所述发送单元2的引脚1与所述高电平引脚CAN_H相连接，所述发送单元2的引脚2与所述低电平引脚CAN_L相连接，所述接收单元1的引脚1与所述低电平引脚CAN_L相连接，所述接收单元1的引脚2与所述高电平引脚CAN_H相连接，所述接收单元2的引脚1与所述高电平引脚CAN_H相连接，所述接收单元2的引脚2与所述低电平引脚CAN_L相连接。

2.根据权利要求1所述的CAN芯片，其特征在于，每个连接电路包括两个开关器件，每个开关器件连接在一个引脚与对应的数据线之间，所述极性判断单元用于通过控制每个连接电路中的两个开关器件同时导通或同时断开以控制每个连接电路的通断。

3.根据权利要求2所述的CAN芯片，其特征在于，所述开关器件为场效应MOS管。

4.根据权利要求1所述的CAN芯片，其特征在于，

所述两个发送通路包括：两个发送单元，每个发送单元用于将逻辑电平转换为差分电平，每个发送单元的输入端与所述写引脚TXD连接，所述两个发送单元的输出端通过不同的接线方式与所述CAN总线连接，和/或

所述两个接收通路包括：两个接收单元，每个接收单元用于将逻辑电平转换为差分电平，每个接收单元的输出端与所述读引脚RXD连接，所述两个接收单元的输入端通过不同的接线方式与所述CAN总线连接。

5.根据权利要求1所述的CAN芯片，其特征在于，所述极性判断单元包括比较电路，所述比较电路的输入端接入基准电压，所述比较电路用于依据所述CAN总线的差分电平与所述基准电压的比较结果产生控制信号，并根据所述控制信号控制每个通路的通断。

6.根据权利要求4所述的CAN芯片，其特征在于，还包括：

壳体，其中，所述壳体的内部包括所述两个发送单元、所述两个接收单元和所述极性判断单元。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至6中任一项所述的控制局域网络CAN芯片。

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