CN108616436A - 一种can交换机及机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种CAN交换机，设有多个CAN接口，对应每个接口有分别连接有CAN控制器，CAN控制器可以控制接收不同CAN总线上的数据，或者按照预设波特率将数据发送到对应的总线上，微处理器可以控制将接收到的数据转发到目标CAN控制器，并根据目标CAN控制器对应的CAN总线对应波特率，设置CAN控制器发送数据的波特率，使数据按照对应波特率发送。由于交换机具有多个CAN接口，因此可以将各个使用CAN总线的设备通过CAN交换机分别连接总线，由于每个CAN接口都对应有一个CAN控制器，所以可以使得各设备具有各自独立的波特率。

Description

一种CAN交换机及机器人
技术领域
本发明涉及现场总线技术领域，特别涉及一种CAN交换机及机器人。
背景技术
随着科学技术的不断发展，机器人的应用越来越多，在智能机器人内部一般会设置有很多CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线的设备，比如：驱动器、编码器、IO模块和仪表盘等，但是这些设备往往使用的CAN总线波特率往往是不一致的，在此种情况下，需要使用多种不同速率的CAN总线将这些设备连接到智能机器人当中，导致机器人内部线路较为复杂，降低了智能机器人系统的可靠性。
可见，如何利用一种更好的方法来提高机器人内部线路的稳定性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种CAN交换机及机器人，以提高机器人内部系统的稳定性。其具体方案如下：
一种CAN交换机，包括：
用于接入总线上设备的至少两个CAN接口；
与每个所述CAN接口对应相连的，用于将总线信号与电平信号相互转换的至少两个CAN收发器；
与每个所述CAN收发器对应相连的，用于控制接收或按预设波特率发送数据的至少两个CAN控制器；
与每个所述CAN控制器相连的，用于确定与已接收数据的对应的发送CAN接口和配置每个所述CAN控制器的波特率的微处理器。
其中，所述微处理器设置有与每一个CAN接口相对应的发送缓冲区和与每一个CAN接口相对应的接收缓存区。
其中，所述CAN收发器为隔离型CAN收发器。
其中，所述隔离型CAN收发器为IS01050。
其中，所述微处理器为LPC1758。
其中，所述控制器为MCP2515。
其中，还包括：
通过SPI总线扩展连接CAN控制器。
其中，还包括：
通过数据总线或地址总线扩展连接所述CAN控制器。
其中，所述CAN交换机保存有与每一个CAN接口相对应的过滤条件，以使所述微处理器根据所述过滤条件对接收到的CAN数据进行转发。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种机器人，包括如所述的CAN交换机。
本发明提供的一种CAN交换机，包括：用于接入总线上设备的至少两个CAN接口；与每个所述CAN接口分别相连的，用于将总线信号与电平信号相互转换的CAN收发器；与每个所述CAN收发器分别相连的，用于控制接收或按预设波特率发送数据的CAN控制器；与每个所述CAN控制器相连的，用于确定与已接收数据的对应的发送CAN接口和配置每个所述控制器的波特率的微处理器。
由此可见，本发明实施例提供的一种CAN交换机，设有多个CAN接口，对应每个接口有分别连接有CAN控制器，CAN控制器可以控制接收不同CAN总线上的数据，或者按照预设波特率将数据发送到对应的总线上，微处理器可以控制将接收到的数据转发到目标CAN控制器，并根据目标CAN控制器对应的CAN总线对应波特率，设置CAN控制器发送数据的波特率，使数据按照对应波特率发送。由于交换机具有多个CAN接口，因此可以将各个使用CAN总线的设备通过CAN交换机分别连接总线，由于每个CAN接口都对应有一个CAN控制器，所以可以使得各设备具有各自独立的波特率。
本发明还提供了一种机器人，同样可以实现上述技术效果。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种CAN交换机结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种具体的CAN交换机结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种具体的CAN交换机结构示意图；
图4位本发明实施例提供的一种应用CAN交换机的系统结构示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种CAN交换机及机器人，以提高机器人内部系统的稳定性。
参见图1，本发明实施例提供的一种CAN交换机，具体包括：
用于接入总线上设备的至少两个CAN接口101。
与每个所述CAN接口101对应相连的，用于将总线信号与电平信号相互转换的至少两个CAN收发器103。
与每个所述CAN收发器103对应相连的，用于控制接收或按预设波特率发送数据的至少两个CAN控制器102。
与每个所述CAN控制器102相连的，用于确定与已接收数据的对应的发送CAN接口和配置每个所述CAN控制器的波特率的微处理器104。
在本方案中，CAN交换机设有多个CAN接口101，用于接入不同CAN总线上的设备，使不同CAN总线上的设备通过CAN交换机进行数据的传输。
CAN接口101连接CAN控制器102，其中CAN接口101与CAN控制器102之间还设置有CAN收发器103。CAN收发器103将总线上传输的数据的总线信号转换为可以被CAN控制器102识别的电平信号，或者将CAN控制器102发送的数据的电平信号转换为总线信号，再通过接口发布到总线上。
CAN控制器102控制接收总线上设备通过对应的CAN接口101的传输的数据，或者，CAN控制器102将从其他CAN控制器102接收到的数据按照微处理器104预先配置的波特率发送到总线上。
微处理器104连接每个CAN控制器102，根据连接不同控制器的总线上的设备对应的波特率要求，配置相应的控制器的波特率，在CAN控制器102向对应的目标设备发送数据时，就根据预先配置的波特率发送，因此，由于对应每个CAN接口101均对应有一个CAN控制器102，因此可以使得每个总线上的设备都能具有各自独立的波特率。
在本方案中，不同的CAN接口101，可以连接不同CAN总线上的设备，在一个CAN总线上的设备向另一个CAN总线上的设备发送数据时，CAN控制器102首先通过CAN接口101控制数据传输到对应该CAN接口101的CAN收发器103，该CAN收发器103将该数据从总线信号转换为电平信号，将电平信号发送到与该CAN收发器103对应的CAN控制器102。
CAN控制器102将该数据存储在微处理器104中，需要说明的是，微处理器104中分别对应每个CAN控制器设置有发送缓冲区和接收缓冲区，在CAN控制器接收到数据时，首先将该数据存储到微处理器102的接收缓冲区。
微处理器104根据转发原则，确定该数据将由哪个目标CAN接口101发送到对应的CAN总线上。首先确定微处理器104确定这个目标接口对应的目标CAN控制器102，需要说明的是，该目标控制器102已根据对应的CAN总线配置好相应的波特率。目标控制器102将该数据根据对应的波特率通过对应的接口发布到CAN总线上，需要说明的是，发送的过程中，同样需要利用CAN收发器103将CAN控制器102发送的对应数据的电平信号转换为总线信号，再进行发布。
在本方案中，CAN收发器103既可以选用隔离型，也可以选用非隔离型，但作为优选的，CAN收发器103选用隔离型收发器，因为当一个非隔离型节点接入时，仅仅将接入的CAN接口104降级为非隔离型，其他的CAN接口104的隔离性也不会受到影响。
在本方案中，还可以为每个CAN接口设置具备检测总线活跃及总线故障指示灯，以方便观察CAN总线网络工作状态。
由此可见，本发明实施例提供的一种CAN交换机，设有多个CAN接口101，对应每个接口有分别连接有CAN控制器102，CAN控制器102可以控制接收不同CAN总线上的数据，或者按照预设波特率将数据发送到对应的总线上，微处理器104可以控制将接收到的数据转发到目标CAN控制器102，并根据目标CAN控制器102对应的CAN总线对应波特率，设置CAN控制器102发送数据的波特率，使数据按照对应波特率发送。由于交换机具有多个CAN接口101，因此可以将各个使用CAN总线的设备通过CAN交换机分别连接总线，由于每个CAN接口101都对应有一个CAN控制器102，所以可以使得各设备具有各自独立的波特率。
本发明实施例提供一种具体的CAN交换机，区别于上述实施例，本发明实施例对上述实施例中微处理器104做了进一步的限定和说明，其他组件内容与上述实施例大致相同，此处不再赘述。
参见图2，本发明实施例提供的一种具体的CAN交换机，具体包括：
用于接入总线上设备的至少两个CAN接口101。
与每个所述CAN接口101分别相连的，用于将总线信号与电平信号相互转换的CAN收发器103。
与每个所述CAN收发器103分别相连的，用于控制接收或按预设波特率发送数据的CAN控制器102。
与每个所述CAN控制器102相连的，用于确定与已接收数据的对应的发送CAN接口和配置每个所述控制器的波特率的微处理器103。
其中CAN接口101、CAN控制器102、CAN收发器103、微处理器103的具体介绍可以参考上述实施例，此处不再赘述。
在本方案中，微处理器104中对应每个CAN接口101分别设置了发送缓冲区和接收缓冲区。此外，微处理器104中设有存储单元，其中存储单元中存储有对应每个CAN接口101的过滤条件。
具体地，在某个CAN接口101接收到一帧CAN数据后，微处理器104将该数据帧与其对应的CAN接口101所对应的过滤条件逐一比较，若通过过滤条件，则将其发送到相应的CAN接口101的发送缓冲区，保证只有需要的数据通过转换机传输到其他CAN总线上。
由此可见，本发明实施例提供的一种具体的CAN交换机，在微处理器104的存储单元中存储有对应每个CAN接口101的过滤条件，只有数据满足对应的CAN接口101的过滤条件时，才将该数据发送到对应的发送缓冲区，从而提升数据传输的准确率。
下面对本发明实施例提供的一种具体的CAN交换机进行介绍，下文描述的一种具体的CAN交换机与上文所描述的实施例可以相互参照。
参见图3、图4，本发明实施例提供的一种具体的CAN交换机，具体包括：
在本发明实施例中，选用型号为LPC1785的微处理器104，该微处理器内置2个CAN控制器102，再用SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线按需求扩展若干个CAN控制器102(图2中只示出2个扩展的CAN控制器102)，在本方案中，CAN控制器102选用MCP2515型号的控制器，每个CAN控制器102分别连接一个隔离型CAN收发器ISO1050。
参见图3，CAN交换机可以通过CAN接口101接入不同的设备，如控制器(如PLC控制器、PC机控制器等)、驱动器、编码器、机械臂、传感器、IO模块等，这些设备或组件分别通过CAN接口101接入CAN交换机，实现相互间的数据信息交互，不需要为不同设备选用不同速率的CAN总线分别接入，大大降低了整个系统的结构复杂程度，提高了系统的稳定性。
下面对本发明实施例提供的一种机器人进行介绍，下文描述的一种机器人与上文描述的一种CAN交换机可以相互参照。
具体地，本发明实施例提供的一种机器人包括如上述任一实施例中所描述的CAN交换机，在机器人结构中，使用CAN交换机接入不同设备，将不同的设备接入对应的CAN接口101，由于每个CAN接口101都对应有一个CAN控制器102，因此，对于机器人内部需要使用CAN总线的设备，如驱动器、编码器、IO模块、仪表盘等，均可以具有各自独立的波特率，同时，通过CAN交换机实现各个设备间的数据信息交互，大大降低了机器人结构的复杂程度。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种CAN交换机及机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种CAN交换机，其特征在于，包括：
用于接入总线上设备的至少两个CAN接口；
与每个所述CAN接口对应相连的，用于将总线信号与电平信号相互转换的至少两个CAN收发器；
与每个所述CAN收发器对应相连的，用于控制接收或按预设波特率发送数据的至少两个CAN控制器；
与每个所述CAN控制器相连的，用于确定与已接收数据的对应的发送CAN接口和配置每个所述CAN控制器的波特率的微处理器。
2.根据权利要求1所述的CAN交换机，其特征在于，所述微处理器设置有与每一个CAN接口相对应的发送缓冲区和与每一个CAN接口相对应的接收缓存区。
3.根据权利要求1所述的CAN交换机，其特征在于，所述CAN收发器为隔离型CAN收发器。
4.根据权利要求3所述的CAN交换机，其特征在于，所述隔离型CAN收发器为IS01050。
5.根据权利要求1所述的CAN交换机，其特征在于，所述微处理器为LPC1758。
6.根据权利要求1所述的CAN交换机，其特征在于，所述控制器为MCP2515。
7.根据权利要求1所述的CAN交换机，其特征在于，还包括：
通过SPI总线扩展连接CAN控制器。
8.根据权利要求1所述的CAN交换机，其特征在于，还包括：
通过数据总线或地址总线扩展连接所述CAN控制器。
9.根据权利要求1至8任一项所述的CAN交换机，其特征在于，所述CAN交换机保存有与每一个CAN接口相对应的过滤条件，以使所述微处理器根据所述过滤条件对接收到的CAN数据进行转发。
10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的CAN交换机。
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