CN113168145B - 板内通信电路及板内通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种板内通信电路及板内通信装置，其中，板内通信电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和隔离芯片；板内通信装置包括第一通信节点、第二通信节点和该板内通信电路。实施本申请实施例，可以在不使用CAN收发器的情况下，在板内实现通信节点之间的CAN通信，降低了硬件成本。

Description

板内通信电路及板内通信装置

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种板内通信电路及板内通信装置。

背景技术

控制器局域网络(controller area network，CAN)总线是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信。CAN通信因性能卓越、设计独特、可靠性高等优点被广泛应用在汽车、医疗、船舶、航空等领域。

板内通信一般采用串行通信接口(serial communication interface，SCI)、串行外设接口(serial peripheral interface，SPI)、I2C(inter-integrated circuit，内置集成电路)等总线，但CAN总线有其独有的优势，板内通信采用CAN总线可充分利用其优势实现不同场景下的通信过程。在CAN通信中，每个通信节点通过CAN收发器在总线上发送和接收其他通信节点的信号。然而，在板内或片内进行CAN通信时，为板内或片内的每个通信节点外加一个CAN收发器，会导致硬件成本增加。

发明内容

本申请实施例提供一种板内通信电路及板内通信装置，在不使用CAN收发器的情况下，在板内实现CAN通信，降低了硬件成本。

本申请实施例第一方面，提供了一种板内通信电路，所述板内通信电路用于实现第一通信节点和第二通信节点之间的板内通信，所述板内通信电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和隔离芯片，其中：

所述第一通信节点的发送端连接所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极连接所述第一通信节点的接收端和所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第一电源端；所述第二通信节点的发送端连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第二通信节点的接收端和所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接第二电源端；

在所述第一通信节点的发送端连接所述隔离芯片的第二输入端，所述第一通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第一输出端，所述第二通信节点的发送端连接所述隔离芯片的第一输入端，所述第二通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第二输出端的情况下，若所述第一通信节点的发送端和/或所述第二通信节点的发送端为低电平，所述板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端为低电平。

可选的，所述板内通信电路还包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的正极连接所述第一通信节点的接收端，所述第四二极管的正极连接所述第二通信节点的接收端；

在所述第三二极管的负极连接所述隔离芯片的第一输出端，所述第一通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第二输入端，所述第四二极管的负极连接所述隔离芯片的第二输出端，所述第二通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第一输入端的情况下，若所述第一通信节点的发送端和/或所述第二通信节点的发送端为低电平，所述板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端为低电平；若所述第一通信节点的发送端和所述第二通信节点的发送端均为高电平，所述板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端为高电平。

可选的，所述板内通信电路还包括第一滤波电路；所述第一电阻的第一端通过所述第一滤波电路连接所述第一通信节点的接收端。

可选的，所述第一滤波电路包括第三电阻和第一电容；所述第一电容的第一端连接所述第三电阻的第一端、所述第一通信节点的接收端，所述第一电容的第二端连接第一地端，所述第三电阻的第二端连接所述第一电阻的第一端。

可选的，所述板内通信电路还包括第二滤波电路；所述第二电阻的第一端通过所述第二滤波电路连接所述第二通信节点的接收端。

可选的，所述第二滤波电路包括第四电阻和第二电容；所述第二电容的第一端连接所述第四电阻的第二端、所述第二通信节点的接收端，所述第二电容的第二端连接第二地端，所述第四电阻的第一端连接所述第二电阻的第一端。

本申请实施例第二方面，提供了一种板内通信装置，所述板内通信装置包括第一通信节点、第二通信节点和本申请实施例第一方面中的任一种板内通信电路。

其中，所述第一通信节点的接地端连接第三地端、所述第二通信节点的接地端连接第四地端，所述第三地端与所述第四地端不相同。

其中，所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括微控制单元和CAN控制器。

其中，可选地，所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括微控制单元，所述微控制单元内集成有CAN控制器。

其中，所述第一通信节点的电源端连接第一辅助电源，所述第二通信节点的电源端连接第二辅助电源。

本申请实施例提供了一种板内通信电路，包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和隔离芯片，该板内通信电路结构简单、采用的电子元器件少。实施本申请实施例，可以在第一通信节点的发送端或第二通信节点的发送端为低电平的情况下，板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端均为低电平，从而在无需CAN收发器的情况下实现板内CAN通信，不仅在板内充分利用了CAN通信的优势，还降低了硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为传统方法中使用CAN收发器的CAN通信示意图；

图1b是本申请实施例公开的一种采用CAN收发器实现CAN通信的CAN信号示意图；

图1c是本申请实施例公开的一种采用CAN收发器实现CAN通信的CAN信号的电平示意图；

图2a是本申请实施例公开的一种板内通信电路的结构示意图；

图2b是本申请实施例公开的另一种板内通信电路的结构示意图；

图3是本申请实施例公开的另一种板内通信电路的结构示意图；

图4是本申请实施例公开的一种板内通信装置的结构示意图；

图5是本申请实施例公开的另一种板内通信装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本申请的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应属于本申请保护的范围。

在CAN通信中，每个通信节点是通过CAN收发器在总线上发送和接收其他通信节点的信号，因此，每个通信节点必须外加一个CAN收发器。另外，要实现CAN通信还需要CAN控制器。

图1a为传统方法中使用CAN收发器的CAN通信示意图。如图1a所示，以通信节点为微控制单元MCU(micro controller unit，MCU)为例，CAN控制器集成在微控制单元MCU内部。CAN控制器可以接收微控制单元MCU中的微处理器发出的数据，并将数据传给CAN收发器；CAN收发器用于将数据传到总线或从总线接收数据传给CAN控制器。但是，在板内实现CAN通信时，为每个通信节点外加一个CAN收发器会增加板内通信的成本。

请参阅图1b，图1b是本申请实施例公开的一种采用CAN收发器实现CAN通信的CAN信号示意图。图1b是基于图1a使用CAN收发器的CAN通信中的CAN信号示意图。CAN信号是一种以显性电平和隐性电平交替出现的比特流信号，CAN信号可以包括传输控制命令，也可以包括数据段或数据块。CAN信号中，以“0”代表显性，显性对应为低电平，以“1”代表隐性，隐性对应为高电平。如图1b所示，CAN信号以控制命令为例，CAN信号在第一个时间段内为显性电平“0”、第二个时间段内为隐性电平“1”、第三个时间段内为显性电平“0”、第四个时间段内为显性电平“0”、第五个时间段内为隐性电平“1”，可以将这五个时间段的时长之和作为一个周期，在下一周期又会重复出现这五个时间段对应的电平，可以用于周期性的传输同一控制命令。

请参阅图1c，图1c是本申请实施例公开的一种采用CAN收发器实现CAN通信的CAN信号的电平示意图。图1c是基于图1a的使用CAN收发器的CAN通信中的CAN信号的电平示意图。如图1c所示，CAN信号中的显性电平和隐性电平不是对应两个具体数值的电压，而是对应为两个电压范围，例如，CAN信号中的显性电平为“0V～1.5V”时，相应的隐性电平为“1.5V～5V”；CAN信号中的显性电平为“0V～2.5V”时，相应的隐性电平为“2.5V～5V”；CAN信号中的显性电平为“0V～3.5V”时，相应的隐性电平为“3.5V～5V”。

本申请实施例提供一种板内通信电路及板内通信装置，可以在不使用CAN收发器的情况下，在板内实现CAN通信。以下进行详细说明。

请参阅图2a，图2a是本申请实施例公开的一种板内通信电路的结构示意图。如图2a所示，本实施例中所描述的板内通信电路30用于实现第一通信节点10和第二通信节点20之间的板内通信，板内通信电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2和隔离芯片301，其中：

所述第一通信节点10的发送端TX1连接所述第一二极管D1的负极，所述第一二极管D1的正极连接所述第一通信节点10的接收端RX1和所述第一电阻R1的第一端11，所述第一电阻R1的第二端12连接第一电源端；所述第二通信节点20的发送端TX2连接所述第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接所述第二通信节点20的接收端RX2和所述第二电阻R2的第一端21，所述第二电阻R2的第二端22连接第二电源端；

在所述第一通信节点10的发送端TX1连接所述隔离芯片301的第二输入端IN2，所述第一通信节点10的接收端RX1连接所述隔离芯片301的第一输出端OUT1，所述第二通信节点20的发送端TX2连接所述隔离芯片301的第一输入端IN1，所述第二通信节点20的接收端RX2连接所述隔离芯片301的第二输出端OUT2的情况下，若所述第一通信节点10的发送端TX1和/或所述第二通信节点20的发送端TX2为低电平，所述板内通信电路30实现所述第一通信节点10的接收端RX1和所述第二通信节点20的接收端RX2为低电平。

其中，第一电源端与第二电源端的供电电平相同。

本申请实施例的板内通信电路30适用于第一通信节点10、第二通信节点20和隔离芯片301只能输出低电平的情况下，比如，第一通信节点10、第二通信节点20和隔离芯片301均为集电极开路(Open Collector，OC)门的情况。

板内通信电路30用于在第一通信节点10的发送端TX1和/或第二通信节点20的发送端TX2为低电平的情况下，实现第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平。

在第一通信节点10的发送端TX1为低电平、第二通信节点20的发送端TX2为低电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1和第二二极管D2均导通，此时第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平。

本申请实施例中，可以在第一通信节点的发送端或第二通信节点的发送端为低电平的情况下，板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端均为低电平，从而在无需CAN收发器的情况下实现板内CAN通信，不仅在板内充分利用了CAN通信的优势，还降低了硬件成本。

请参阅图2b，图2b是本申请实施例公开的另一种板内通信电路的结构示意图。如图2b所示，本实施例中所描述的板内通信电路30用于实现第一通信节点10和第二通信节点20之间的板内通信，板内通信电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电阻R1、第二电阻R2和隔离芯片301，其中：

所述第一通信节点10的发送端TX1连接所述第一二极管D1的负极，所述第一二极管D1的正极连接所述第一通信节点10的接收端RX1和所述第一电阻R1的第一端11，所述第一电阻R1的第二端12连接第一电源端；所述第二通信节点20的发送端TX2连接所述第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的正极连接所述第二通信节点20的接收端RX2和所述第二电阻R2的第一端21，所述第二电阻R2的第二端22连接第二电源端；

所述第三二极管D3的正极连接所述第一通信节点10的接收端RX1，所述第四二极管D4的正极连接所述第二通信节点20的接收端RX2；

在所述第三二极管D3的负极连接所述隔离芯片301的第一输出端OUT1，所述第一通信节点10的接收端RX1连接所述隔离芯片301的第二输入端IN2，所述第四二极管D4的负极连接所述隔离芯片301的第二输出端OUT2，所述第二通信节点20的接收端RX2连接所述隔离芯片301的第一输入端IN1的情况下，若所述第一通信节点10的发送端TX1和/或所述第二通信节点20的发送端TX2为低电平，所述板内通信电路30实现所述第一通信节点10的接收端RX1和所述第二通信节点20的接收端RX2为低电平；若所述第一通信节点10的发送端TX1和所述第二通信节点20的发送端TX2均为高电平，所述板内通信电路30实现所述第一通信节点10的接收端RX1和所述第二通信节点20的接收端RX2为高电平。

其中，第一电源端与第二电源端的供电电平相同。

在第一通信节点10的发送端TX1为低电平、第二通信节点20的发送端TX2为低电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1和第二二极管D2均导通，此时第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平；

在第一通信节点10的发送端TX1为低电平、第二通信节点20的发送端TX2为高电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1导通，第二二极管D2不导通，第三二极管D3不导通，第四二极管D4导通，此时第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平；

在第一通信节点10的发送端TX1为高电平、第二通信节点20的发送端TX2为低电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1不导通，第二二极管D2导通，第三二极管D3导通，第四二极管D4不导通，此时第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平；

在第一通信节点10的发送端TX1和第二通信节点20的发送端TX2均为高电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1和第二二极管D2均不导通，此时第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2为高电平。

隔离芯片301可以为光耦隔离芯片，使被隔离的两个通信节点之间没有电的直接连接，主要是防止因有电的连接而引起的干扰。比如，第一通信节点10为高压节点，第二通信节点20为低压节点，二者接地电平不同。又比如，第一通信节点10工作在直流模式，第二通信节点20工作在交流模式，二者接地电平也不相同。如果这两个通信节点之间不采用隔离芯片301，则两个通信节点之间会相互干扰。采用本方案后，则会避免出现这样的问题。

第一通信节点10和第二通信节点20可以通过板内通信电路30实现控制器局域网络CAN总线通信。第一通信节点10和第二通信节点20可以通过板内通信电路30进行数据传输和控制命令传输。

其中，第一二极管D1、第二二极管D2可以采用具有二极管功能(即，单向导通，反向截止的功能)的替代电路来实现，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中，可以在第一通信节点的发送端或第二通信节点的发送端为低电平的情况下，板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端均为低电平，还可以在第一通信节点的发送端和第二通信节点的发送端均为高电平的情况下，板内通信电路可以实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端均为高电平，从而在无需CAN收发器的情况下实现板内CAN通信，不仅在板内充分利用了CAN通信的优势，还降低了硬件成本。

其中，CAN总线可以用于传输数据，也可以用于传输控制命令。传输数据时，可以以数据块为单位，对数据块进行编码，得到以比特(二进制数的一位包含的信息＝1比特)为最小单位的数据块。

CAN，是国际上应用最广泛的现场总线之一。20世纪80年代初，德国Bosch公司为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪表之间的数据交换问题，开发出CAN总线。CAN总线能有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，具有抗干扰性强和使用可靠等优点，最初主要应用汽车工业，现在广泛应用于汽车工业、航空工业和工业控制等自动化领域，如分布式环境监测系统、温室环境监控系统、变电站变监测系统等。

CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接口(比如，第一通信节点10和第二通信节点20)中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作。用户可在其基础上开发适应系统实际需要的应用层通信协议。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块编码，采用这种方法可使网络内节点个数在理论上不受限制，还可使不同的节点同时收到相同的数据。

CAN总线具有如下优点：

(1)CAN总线是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信；

(2)CAN总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps；

(3)CAN总线中传输的数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令，工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性；

(4)CAN协议采用循环冗余校验码(cyclic redundancy check，CRC)校验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性；

(5)CAN可以以多主方式工作，网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向总线上其它节点发送信息，实现点对点、一点对多点及全局广播几种方式发送接收数据；

(6)CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当两个节点同时向总线上发送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，节省了总线冲突仲裁时间。

CAN总线的典型的应用场景：主节点接收其他节点发送的现场数据，如现场温度、电流、压力等参数，主节点经过处理后生成各种控制命令，并通过CAN总线将控制命令发送至各个其他节点。

本申请实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2为上拉电阻，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可以相同，也可以不同。第一电阻R1和第二电阻R2可以提高通信节点接收端的信号的噪声容限，增强抗干扰能力。第一二极管D1、第二二极管D2可以为普通开关二极管、低功耗开关二极管等，第一二极管D1与第二二极管D2的参数可以相同，也可以不同。隔离芯片301可以为光耦隔离芯片，使被隔离的两个通信节点之间没有电的直接连接，主要是防止因有电的连接而引起的干扰。比如，第一通信节点10为高压节点，第二通信节点20为低压节点，二者接地电平不同。又比如，第一通信节点10工作在直流模式，第二通信节点20工作在交流模式，二者接地电平也不相同。如果这两个通信节点之间不采用隔离芯片301，则两个通信节点之间会相互干扰。采用本方案后，则会避免出现这样的问题。

本申请实施例中，板内通信电路可以用于无需大电缆线来承载大电流的板中，如印制电路板(printed circuit board，PCB)等，通信节点可以为微控制单元MCU，也可以为微控制单元MCU与其他电子元件相互连接的单元，还可以为包含微控制单元MCU的集成电子器件。

请参阅表1，表1是图2a和图2b的板内通信电路的通信节点之间的电平变化。表1中，高电平为“1”，低电平为“0”。从表1可以看出，只要第一通信节点和第二通信节点的其中任意一个发送端(TX1或TX2)为低电平，第一通信节点和第二通信节点的接收端(RX1和RX2均为低电平，当第一通信节点和第二通信节点的发送端(TX1和TX2)均为高电平时，第一通信节点和第二通信节点的接收端(RX1和RX2均为高电平。图2a和图2b的板内通信电路不采用图1a的CAN收发器，不采用CAN信号，也能实现CAN通信的功能。

高电平和低电平分别对应的是数字信号的“1”和“0”。高电平对应的模拟信号的电压范围和低电平对应的模拟信号的电压范围没有交集。举例来说，高电平对应的模拟信号的电压范围为大于2.5V，低电平对应的模拟信号的电压范围为0～1.2V。

表1

第一通信节点TX1	第二通信节点TX2	第一通信节点RX1	第二通信节点RX2
				0	0	0	0
0	1	0	0
				1	0	0	0
1	1	1	1

在第一通信节点10的发送端TX1为低电平、第二通信节点20的发送端TX2为低电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1和第二二极管D2均导通，实现第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平。如图2b所示，假定第一电源端和第二电源端的电平预设为3.3V，高电平对应的模拟信号的电压范围为2.5～10V，低电平对应的模拟信号的电压范围为0～1.2V。第一通信节点10的发送端TX1为低电平(比如，0V)、第二通信节点20的发送端TX2为低电平(比如，0V)，由于第一二极管D1的负极为0V，第一二极管D1的正极通过第一电阻R1连接第一电源端的电压3.3V，则第一二极管D1导通。类似的，由于第二二极管D2的负极为0V，第二二极管D2的正极通过第二电阻R2连接第二电源端的电压3.3V，则第二二极管D1导通。第一二极管D1和第二二极管D2均导通之后，通信节点的接收端电平与发送端电平相同，在隔离芯片301导通(即，隔离芯片301的第一输入端IN1与第一输出端OUT1连通，第二输入端IN2与第二输出端OUT2连通)的情况下，从而实现第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平。

在第一通信节点10的发送端TX1为低电平、第二通信节点20的发送端TX2为高电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1导通，第二二极管D2不导通，第三二极管D3不导通，第四二极管D4导通，实现第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平。如图2b所示，假定第一电源端和第二电源端的电平预设为3.3V，高电平对应的模拟信号的电压范围为2.5～10V，低电平对应的模拟信号的电压范围为0～1.2V。第一通信节点10的发送端TX1为低电平(比如，0V)，即第一二极管D1的负极32的电压为“0”，第二通信节点20的发送端TX2为高电平(比如，5V)，即第二二极管D2的负极42的电压为“5V”。由于第一二极管D1的负极为0V，第一二极管D1的正极通过第一电阻R1连接第一电源端的电压3.3V，则第一二极管D1导通，由于二极管的导通压降一般为0.2～0.7V，第一二极管D1的正极电压为0.2～0.7V。由于第二二极管D2的负极为5V，第二二极管D2的正极通过第二电阻R2连接第二电源端的电压3.3V，则第二二极管D2不导通，第二二极管D2的正极电压为3.3V。由于第三二极管D3的正极与第一二极管D1的正极电压相同，均为0.2～0.7V，第三二极管D3的负极通过隔离芯片301与第二二极管D2的正极(3.3V)连接，则第三二极管D3不导通。第四二极管D4的正极与第二二极管D2的正极电压相同，均为3.3V，则第四二极管D4的负极通过隔离芯片301与第一二极管D1的正极(0.2～0.7V)连接，则第四二极管D4导通。第一二极管D1导通时，第一通信节点10的接收端RX1电平与发送端TX1电平相同，为低电平；第二二极管D2不导通时，由于第四二极管D4导通，第一二极管D1导通，第一通信节点10的接收端RX1将低电平通过隔离芯片301的第二输入端IN2、隔离芯片301的第二输出端OUT2、第四二极管D4传递到第二通信节点20的接收端RX2，第二通信节点20的接收端RX2也为低电平。

在第一通信节点10的发送端TX1为高电平、第二通信节点20的发送端TX2为低电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1不导通，第二二极管D2导通，第三二极管D3导通，第四二极管D4不导通，实现第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为低电平。如图2b所示，假定第一电源端和第二电源端的电平预设为3.3V，高电平对应的模拟信号的电压范围为2.5～10V，低电平对应的模拟信号的电压范围为0～1.2V。第一通信节点10的发送端TX1为高电平(比如，5V)，即第一二极管D1的负极32的电压为“5V”，第二通信节点20的发送端TX2为低电平(比如，0V)，即第二二极管D2的负极42的电压为“0V”。由于第一二极管D1的负极为5V，第一二极管D1的正极通过第一电阻R1连接第一电源端的电压3.3V，则第一二极管D1不导通，第一二极管D1的正极电压为3.3V。由于第二二极管D2的负极为0V，第二二极管D2的正极通过第二电阻R2连接第二电源端的电压3.3V，则第二二极管D2导通，由于二极管的导通压降一般为0.2～0.7V，第二二极管D2的正极电压为0.2～0.7V。由于第三二极管D3的正极与第一二极管D1的正极电压相同，均为3.3V，第三二极管D3的负极通过隔离芯片301与第二二极管D2的正极(0.2～0.7V)连接，则第三二极管D3导通。第四二极管D4的正极与第二二极管D2的正极电压相同，均为0.2～0.7V，则第四二极管D4的负极通过隔离芯片301与第一二极管D1的正极(3.3V)连接，则第四二极管D4不导通。第二二极管D2导通时，第二通信节点20的发送端TX2与接收端RX2均为低电平。由于第三二极管D3导通，第二通信节点20的接收端RX2将低电平通过隔离芯片301的第一输入端IN1、隔离芯片301的第一输出端OUT1、第三二极管D3传递到第一通信节点10的接收端RX1，第一通信节点10的接收端RX1也为低电平。

在第一通信节点10的发送端TX1和第二通信节点20的发送端TX2均为高电平的情况下，板内通信电路30中的第一二极管D1和第二二极管D2均不导通，实现第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为高电平。如图2b所示，假定第一电源端和第二电源端的电平预设为3.3V，高电平对应的模拟信号的电压范围为2.5～10V，低电平对应的模拟信号的电压范围为0～1.2V。第一通信节点10的发送端TX1和第二通信节点20的发送端TX2均为高电平(比如，5V)，即第一二极管D1的负极32的电压为“5V”，同样地，第二二极管D2的负极42的电压也为“V”。第一二极管D1的正极通过第一电阻R1连接第一电源端的电压3.3V，则第一二极管D1不导通，第一二极管D1的正极电压为3.3V。类似的，第二二极管D2的正极通过第二电阻R2连接第二电源端的电压3.3V，则第二二极管D2不导通，第二二极管D2的正极电压为3.3V。此时，第一通信节点10的接收端RX1和第二通信节点20的接收端RX2均为3.3V，即为高电平。

本申请实施例中，板内通信电路可以用于在板内的通信节点没有外加CAN收发器的情况下，实现两个通信节点之间的板内CAN通信，降低了硬件成本。本申请实施例主要说明了板内通信电路的结构及工作原理，接下来阐述对板内通信电路进行优化的可选手段。

可选的，请参阅图3，图3是在图2a的基础上进一步优化得到的，图3是本申请实施例公开的另一种板内通信电路的结构示意图。如图3所示，本实施例中所描述的板内通信电路，还包括：第一滤波电路和第二滤波电路；第一电阻R1的第一端11通过第一滤波电路连接第一通信节点10的接收端RX1；第二电阻R2的第一端21通过第二滤波电路连接第二通信节点20的接收端RX2。其中：

第一滤波电路包括第三电阻R3和第一电容C1，第二滤波电路包括第四电阻R4和第二电容C2；第一电容C1的第一端71连接第三电阻R3的第一端51以及第一通信节点10的接收端RX1，第一电容C1的第二端72连接第一地端，第三电阻R3的第二端52连接第一电阻R1的第一端11；第二电容C2的第一端81连接第四电阻R4的第二端62以及第二通信节点20的接收端RX2，第二电容C2的第二端82连接第二地端，第四电阻R4的第一端61连接第二电阻R2的第一端21。

通信节点之间进行通信时，通信节点的接收端可能受到各种因素的干扰而很难接收到纯净的信号，第一滤波电路和第二滤波电路抗干扰性强，使得板内通信电路不仅可以实现通信节点之间的板内CAN通信，还可以减少通信节点的接收端可能收到的干扰信号，实现更精确的板内CAN通信。

可选的，还可以在图2b的基础上增加上述第一滤波电路和第二滤波电路，具体原理与图3类似，此处不再赘述。

请参阅图4，图4是本申请实施例公开的一种板内通信装置的结构示意图。如图4所示，本实施例中所描述的板内通信装置，包括第一通信节点10、第二通信节点20和如图2a、图2b或图3中任意一项所示的板内通信电路30。其中：

第一通信节点10的接地端103连接第三地端、第二通信节点20的接地端203连接第四地端，第三地端与第四地端不相同；

第一通信节点10的电源端104连接第一辅助电源，第二通信节点20的电源端204连接第二辅助电源；

第一通信节点10和第二通信节点20均包括微控制单元MCU和CAN控制器。

本申请实施例中，第一通信节点10中的微控制单元MCU与第二通信节点20中的微控制单元MCU可以是相同的微控制单元，也可以是不同的微控制单元。

本申请实施例中，微控制单元MCU和CAN控制器互相连接、协同工作，共同构成一个通信节点。板内通信装置中的两个通信节点通过板内通信电路实现不共地(即第三地端与第四地端不是同一个地端)的板内CAN通信。

请参阅图5，图5是本申请实施例公开的另一种板内通信装置的结构示意图。如图5所示，本实施例中所描述的板内通信装置，包括第一通信节点10、第二通信节点20和如图2a、图2b或图3中任意一项所示的板内通信电路30。其中：

第一通信节点10的接地端103连接第三地端、第二通信节点20的接地端203连接第四地端，第三地端与第四地端不相同；

第一通信节点10的电源端104连接第一辅助电源，第二通信节点20的电源端204连接第二辅助电源；

第一通信节点10和第二通信节点20均包括微控制单元MCU，微控制单元MCU内集成有CAN控制器。

本申请实施例中，微控制单元MCU中集成有CAN控制器，微控制单元MCU可以直接构成一个通信节点。板内通信装置中的两个通信节点通过板内通信电路实现不共地(即第三地端与第四地端不是同一个地端)的板内CAN通信。

以上对本申请实施例所提供的一种板内通信电路及板内通信装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，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申请的限制。

Claims (10)

1.一种板内通信电路，所述板内通信电路用于实现第一通信节点和第二通信节点之间的板内通信，其特征在于，所述板内通信电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和隔离芯片；

所述第一通信节点的发送端连接所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极连接所述第一通信节点的接收端和所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第一电源端；所述第二通信节点的发送端连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第二通信节点的接收端和所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接第二电源端；

在所述第一通信节点的发送端连接所述隔离芯片的第二输入端，所述第一通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第一输出端，所述第二通信节点的发送端连接所述隔离芯片的第一输入端，所述第二通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第二输出端的情况下，若所述第一通信节点的发送端和/或所述第二通信节点的发送端为低电平，所述板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端为低电平。

2.根据权利要求1所述的板内通信电路，其特征在于，所述板内通信电路还包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的正极连接所述第一通信节点的接收端，所述第四二极管的正极连接所述第二通信节点的接收端；

在所述第三二极管的负极连接所述隔离芯片的第一输出端，所述第一通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第二输入端，所述第四二极管的负极连接所述隔离芯片的第二输出端，所述第二通信节点的接收端连接所述隔离芯片的第一输入端的情况下，若所述第一通信节点的发送端和/或所述第二通信节点的发送端为低电平，所述板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端为低电平；若所述第一通信节点的发送端和所述第二通信节点的发送端均为高电平，所述板内通信电路实现所述第一通信节点的接收端和所述第二通信节点的接收端为高电平。

3.根据权利要求1或2所述的板内通信电路，其特征在于，所述板内通信电路还包括第一滤波电路；所述第一电阻的第一端通过所述第一滤波电路连接所述第一通信节点的接收端。

4.根据权利要求3所述的板内通信电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括第三电阻和第一电容；所述第一电容的第一端连接所述第三电阻的第一端、所述第一通信节点的接收端，所述第一电容的第二端连接第一地端，所述第三电阻的第二端连接所述第一电阻的第一端。

5.根据权利要求4所述的板内通信电路，其特征在于，所述板内通信电路还包括第二滤波电路；所述第二电阻的第一端通过所述第二滤波电路连接所述第二通信节点的接收端。

6.根据权利要求5所述的板内通信电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括第四电阻和第二电容；所述第二电容的第一端连接所述第四电阻的第二端、所述第二通信节点的接收端，所述第二电容的第二端连接第二地端，所述第四电阻的第一端连接所述第二电阻的第一端。

7.一种板内通信装置，其特征在于，所述板内通信装置包括第一通信节点、第二通信节点和权利要求1～6任一项所述的板内通信电路。

8.根据权利要求7所述的板内通信装置，其特征在于，所述第一通信节点的接地端连接第三地端、所述第二通信节点的接地端连接第四地端，所述第三地端与所述第四地端不相同。

9.根据权利要求7所述的板内通信装置，其特征在于，所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括微控制单元和CAN控制器。

10.根据权利要求7所述的板内通信装置，其特征在于，所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括微控制单元，所述微控制单元内集成有CAN控制器。

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