CN207801971U - 一种机载can总线中继器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机载CAN总线中继器，属于计算机领域，所述的机载CAN总线中继器主要包括中继器单元和CAN信号单元，中继器单元包括电源电路、状态显示器、波特率设置电路、微处理器、光电耦合器、CAN收发器、DC/DC模块，CAN信号单元包括机载CAN总线网络、采集器CBM功能板卡，本实用新型提供了一种机载CAN总线中继器，结构简单，使用方便，针对CAN总线的测试需求，设计了采用STM32F105作为主控CPU的机载CAN总线中继器，实现了不同传输速率的CAN总线报文接收，满足不同环境条件下的CAN总线数据采集，保证系统工作的稳定、可靠，满足机载CAN总线数据测试需求。
Description
技术领域
本实用新型属于计算机领域，具体地说，涉及一种机载CAN总线中继器。
背景技术
CAN总线为串行通信协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制。NASA兰利研究中心将CAN-aerospace总线标准化，并作为通用航空总线应用于2001年的先进通用航空运输实验计划以及AE270涡轮螺旋桨单引擎飞机的分布式航空电子系统网络中。CAN总线在航空测试中的应用优势已初见成效，对于CAN总线技术在机载测试中的应用研究也显得愈发重要。
目前国内对于机载CAN总线的测试没有成熟的测试方案，机载环境对CAN总线主网与作为节点的总线数据的采集设备之间有距离限定有严格要求(IOS11898国际标准的规定，在125kbps总线速率条件下CAN节点与总线主网连接的分支线距离不能超过0.4m），因此需要通过CAN中继器来延长CAN总线信号的传输距离。
因此，有必要对现有的机载CAN总线中继器进行改进，使得机载CAN总线中继器的结构更为完善，在不增加大量生产成本的前提下，最大化保证机载CAN总线中继器的稳定性，使其具有更高的实用性。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种机载CAN总线中继器，结构简单，使用方便，针对CAN总线的测试需求，设计了采用STM32F105作为主控CPU的机载CAN总线中继器，实现了不同传输速率的CAN总线报文接收，满足不同环境条件下的CAN总线数据采集，保证系统工作的稳定、可靠，满足机载CAN总线数据测试需求。
为达到上述目的，本实用新型是按如下技术方案实施的：
所述的机载CAN总线中继器主要包括中继器单元和CAN信号单元，中继器单元包括电源电路、状态显示器、波特率设置电路、微处理器、光电耦合器、CAN收发器、DC/DC模块，CAN信号单元包括机载CAN总线网络、采集器CBM功能板卡，所述的微处理器输入端一接口与电源电路和波特率设置电路连接，微处理器输出端一接口于状态显示器连接，所述的机载CAN总线网络与CAN收发器输入端一接口连接，CAN收发器领一接口与DC/DC模块连接，CAN收发器通过光电耦合器与微处理器连接，微处理器通过光电耦合器与CAN收发器连接，CAN收发器输出端与采集器CBM功能板卡连接。
进一步，所述的CAN收发器与采集器CBM功能板卡之间通过机载CAN总线网络连接。
进一步，所述的微处理器为STM32F105。
进一步，所述的CAN收发器型号为PCA82C250。
进一步，所述的光电耦合器型号为6N137。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供了一种机载CAN总线中继器，结构简单，使用方便，针对CAN总线的测试需求，设计了采用STM32F105作为主控CPU的机载CAN总线中继器，实现了不同传输速率的CAN总线报文接收，满足不同环境条件下的CAN总线数据采集，保证系统工作的稳定、可靠，满足机载CAN总线数据测试需求；基于嵌入式内核的CAN中继器与CBM/101采集板卡，满足CAN总线数据采集的需求。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构框图；
图2为本实用新型的CAN收发电路和光电耦合电路；
图中，1-电源电路、2-状态显示器、3-波特率设置电路、4-微处理器、5-光电耦合器、6-CAN收发器、7-DC/DC模块、8-机载CAN总线网络、9-采集器CBM功能板卡。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图1-2示，所述的机载CAN总线中继器主要包括中继器单元和CAN信号单元，中继器单元包括电源电路1、状态显示器2、波特率设置电路3、微处理器4、光电耦合器5、CAN收发器6、DC/DC模块7，CAN信号单元包括机载CAN总线网络8、采集器CBM功能板卡9，主要完成网络互联中物理层的功能，最数据信号的隔离放大转发，本设计采用STM32F105作为主控CPU，机载CAN总线信号经过CAN收发器6将差分信号转化为TTL电平信号并进行光耦隔离后进入微控制器，微控制器将其发送到另一路CAN接口并输出到KAM500的CBM板卡进行数据采集记录。
所述的微处理器4输入端一接口与电源电路1和波特率设置电路3连接，微处理器4输出端一接口于状态显示器2连接，所述的机载CAN总线网络8与CAN收发器6输入端一接口连接，CAN收发器6领一接口与DC/DC模块7连接，CAN收发器6通过光电耦合器5与微处理器4连接，微处理器4通过光电耦合器5与CAN收发器6连接，CAN收发器6输出端与采集器CBM功能板卡9连接，CAN收发器6与采集器CBM功能板卡9之间通过机载CAN总线网络8连接。
STM32F105微处理器4芯片具有ARMV7.0内核和256K字节闪存的集成两路，支持CAN.0B协议的CAN接口，并有512字节的专用SRAM，相对于采用外置残控制器或单路CAN接口的CPU，STM32F05提高了系统稳定性和可靠性，并减小了产品的体积，STM32F105具有80个快速I/O端口，可以方便地进行外围电路如波特率设置、状态显示、数据输入/输出等功能的实现。
CAN收发电路作为CAN控制器和物理总线之间的接口，主要功能是对总线信号提供差分发送驱动能力和对CAN控制器提供差分接收驱动能力，采用PCA82C250能抗瞬间干扰、高达2500V的隔离功能以保护总线设备等优点，为了增强系统的抗干扰能力，在CAN收发器6和控制器之间加入光电耦合器5，为了减小耦合器对传输信号的延迟，选用高速光电耦合器56N137，相对于普通耦合器具有传输速率快、延迟时间短10MBd的情况下只有40ns延迟。
同时，此中继器可进行16中不同波特率的设置，主要是通过微控制器读取两个4位的拨码开关的编码值来实现。
所述的电源电路1主要是将机上28V直流电压转化为5V和3.3V电压给高速耦合电路、CAN收发器6电路和微处理器4供电，采用LM1117-3.3将28V转化为3.3V以供微处理器4使用，28V转5V电路主要采用芯片LM2576，此芯片具有电流限制和热切换，无需另加散热片，且所用外围电路较少，对于两路CAN收发器6采用独立的DC/DC模块7，以实现总线和控制电路的电气隔离。
整个系统工作稳定、可靠，可以满足机载CAN总线数据测试的要求，能够稳定地进行CAN总线数据的接收、发送。
本实用新型提供了一种机载CAN总线中继器，结构简单，使用方便，针对CAN总线的测试需求，设计了采用STM32F105作为主控CPU的机载CAN总线中继器，实现了不同传输速率的CAN总线报文接收，满足不同环境条件下的CAN总线数据采集，保证系统工作的稳定、可靠，满足机载CAN总线数据测试需求；基于嵌入式内核的CAN中继器与CBM/101采集板卡，满足CAN总线数据采集的需求。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的。
Claims (5)
1.一种机载CAN总线中继器，其特征在于：所述的机载CAN总线中继器主要包括中继器单元和CAN信号单元，中继器单元包括电源电路、状态显示器、波特率设置电路、微处理器、光电耦合器、CAN收发器、DC/DC模块，CAN信号单元包括机载CAN总线网络、采集器CBM功能板卡，所述的微处理器输入端一接口与电源电路和波特率设置电路连接，微处理器输出端一接口于状态显示器连接，所述的机载CAN总线网络与CAN收发器输入端一接口连接，CAN收发器领一接口与DC/DC模块连接，CAN收发器通过光电耦合器与微处理器连接，微处理器通过光电耦合器与CAN收发器连接，CAN收发器输出端与采集器CBM功能板卡连接。
2.根据权利要求1所述的一种机载CAN总线中继器，其特征在于：所述的CAN收发器与采集器CBM功能板卡之间通过机载CAN总线网络连接。
3.根据权利要求1所述的一种机载CAN总线中继器，其特征在于：所述的微处理器为STM32F105。
4.根据权利要求1所述的一种机载CAN总线中继器，其特征在于：所述的CAN收发器型号为PCA82C250。
5.根据权利要求1所述的一种机载CAN总线中继器，其特征在于：所述的光电耦合器型号为6N137。
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| CN201820229568.4U CN207801971U (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种机载can总线中继器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113176744A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-27 | 上海机电工程研究所 | 导弹发射车can总线接口适配模块及方法 |
| CN113820971A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-21 | 广东智科电子股份有限公司 | 一种隔离中继器及其控制方法 |
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