CN214311409U - 可调试多种can总线的usbcan分析电路及分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路及分析仪，涉及总线分析技术领域，其中，USBCAN分析电路包括主控芯片、USB接口以及第一CAN收发器，USB接口连接至主控芯片的其中一I/O接口，主控芯片的第一数据收发接口与第一CAN收发器电性连接，USBCAN分析电路还包括第二CAN收发器，第二CAN收发器为两个或以上，第二CAN收发器并联连接至主控芯片的第二数据收发接口，使能电路的一端连接至主控芯片的输出端，使能电路的另一端连接至对应第二CAN收发器的输入端。本实用新型可以通过分时复用技术，实现多种类型的CAN总线的分析。

Description

可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路及分析仪

技术领域

本实用新型涉及总线分析技术领域，具体涉及一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路及分析仪。

背景技术

CAN是控制器局域网络的简称，是国际上应用最广泛的现场总线之一，在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

常用的CAN总线分为：高速CAN、低速CAN、单线CAN。这三种总线的区别主要在物理层面上，表现为传输电平不相同。以传输介质和线的数量来论——单线CAN只有一条导线，低速CAN和高速CAN通过双绞线传输。CAN总线的这些物理特性直接反映在收发器上，无论是哪种CAN总线，经过收发器后与主控芯片的接口(TXD和RXD引脚)都是一样的，这时的电平逻辑也会变得一致。因此，分析不同的CAN总线时，只需要使用不同的CAN收发器即可。

目前市场上主流的分析CAN总线的USBCAN分析仪，只有一个或两个CAN通道(这个主要受限于主控芯片，常规的主控芯片只有一个或两个CAN控制器/模块)，并且两个CAN通道一般都设计为高速CAN通道。常规USBCAN分析仪只能分析一种CAN总线，需要配备转接板(如高速CAN到低速CAN转接板，高速CAN到单线CAN转接板)才能分析其它两种CAN总线，这样操作复杂与不便于携带。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路及分析仪，其可以通过分时复用技术，实现多种类型CAN总线的分析。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

本实用新型第一方面公开了一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其包括主控芯片、USB接口以及第一CAN收发器，所述USB接口连接至所述主控芯片的其中一I/O接口，所述主控芯片的第一数据收发接口与所述第一CAN收发器电性连接，所述USBCAN分析电路还包括第二CAN收发器，所述第二CAN收发器为两个或以上，所述两个或以上的第二CAN收发器并联连接至所述主控芯片的第二数据收发接口，每个第二CAN收发器还均对应设置有使能电路，用于控制对应的第二CAN收发器的工作与否，所述使能电路的一端连接至主控芯片的输出端，所述使能电路的另一端连接至对应第二CAN收发器的输入端，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器的总线接口均对应连接有接线柱端子。

在本实用新型第一方面，作为一种可选的实施例，所述使能电路为连接线，所述连接线的一端连接至主控芯片的输出端，另一端连接至对应第二CAN收发器的使能端。

在本实用新型第一方面，作为一种可选的实施例，所述使能电路包括第一辅助电源以及电子开关，所述电子开关的控制端连接至所述主控芯片的输出端，所述电子开关的输入端连接至所述第一辅助电源，所述电子开关的输出端连接至对应第二CAN收发器的电源端。

在本实用新型第一方面，作为一种可选的实施例，所述电子开关为PMOS管，所述PMOS管的栅极连接至主控芯片的输出端，所述PMOS管的源极连接至第一辅助电源，所述PMOS管的漏极连接至对应第二CAN收发器的电源端，所述PMOS管的源极和栅极之间还连接有电阻。

在本实用新型第一方面，作为一种可选的实施例，第二CAN收发器为两个，分别为低速CAN收发器和单线CAN收发器。

在本实用新型第一方面，作为一种可选的实施例，所述低速CAN收发器采用芯片TJA1055T，所述单线CAN收发器采用芯片MC33897。

本实用新型第二方面公开了一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析仪，其包括壳体、PCB板以及本实用新型第一方面所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，所述可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路安装于PCB板上，所述主控芯片、第一CAN收发器、第二CAN收发器以及使能电路位于所述壳体内，所述USB接口以及接线柱端子延伸至壳体的外侧。

在本实用新型第二方面，作为一种可选的实施例，所述壳体的外侧还固定连接有压带和第一魔术贴，所述压带的一端固定于壳体上，另一端与所述第一魔术贴相配合。

在本实用新型第二方面，作为一种可选的实施例，所述压带的另一端固定连接有压头，所述压头上固定连接有第二魔术贴，所述第二魔术贴和所述第一魔术贴相配合。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过设置多个第二CAN收发器，并使用使能电路控制第二CAN收发器的工作与否，从而实现一个主控芯片TXD和RXD引脚的分时复用，其不需要配备转接板，也可以实现对多种不同类型的CAN总线进行分析，使用方便，节约成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路的电路原理图；

图2为本实用新型实施例的图1对应的一种使能电路的电路原理图；

图3为本实用新型实施例的图1对应的另一种使能电路的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的可调试多种CAN总线的USBCAN分析仪的结构图；

图5为本实用新型实施例的图4的PCB板的结构图。

图中：10、壳体；20、USB接口；30、接线柱；31、第一CAN接口；32、第二CAN接口；33、第三CAN接口；40、压带；41、压头；42、第二魔术贴；43、第一魔术贴；50、PCB板；60、主控芯片；70、第一CAN分析电路；71、第一CAN收发器；80、第二一CAN分析电路；81、第二一使能电路；82、第二一CAN收发器；90、第二二CAN分析电路；91、第二二使能电路；92、第二二CAN收发器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请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。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，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

实施例一提供一种可调试多种(这里的多种指多种类型)CAN总线的USBCAN分析电路，请参照图1所示，其包括主控芯片60、第一CAN分析电路70，主控芯片60和第一CAN分析电路70可以是现有常规的USBCAN分析仪中的器件型号，例如主控芯片60采用芯片STM32F103RCT6，第一CAN分析电路70使用第一CAN收发器71，例如芯片型号为TJA1040T的高速CAN收发器。

主控芯片60的其中一个I/O接口用于与USB接口连接，USB接口用于与分析设备例如计算机等连接，用于CAN总线产品开发、CAN总线设备测试以及数据分析等，例如，计算机通过USB接口连接一个CAN网络，应用于构建现场总线测试实验室、工业控制、智能楼宇、汽车电子等领域中，进行数据处理、数据采集和数据通讯。

在本实用新型较佳的实施例中，主控芯片60有两对数据收发接口，其中第一CAN收发器71与其中一对，例如图1中所示的第一CAN收发器71的TXD端口和RXD端口分别与第一对数据接口中的发送数据的CAN1-TXD端口和接收数据的CAN1-RXD端口连接，第一CAN收发器71的CANH端口和CANL端口用于配合连接快速CAN总线的第一CAN接口31相连，在本实用新型较佳的实施例中，将第一CAN收发器71的CANH端口和CANL端口从第一CAN收发器71引出，形成两个接线端子，设置于接线柱上。

因为主控芯片60有两对数据收发接口，可以形成两个CAN通道。在现有技术中，两个CAN通道一般都设计为高速CAN通道，从而使得USBCAN分析仪只能分析一种CAN总线，需要配备转接板(如高速CAN到低速CAN转接板，高速CAN到单线CAN转接板)才能分析其它两种CAN总线，这样操作复杂与不便于携带。

在本实用新型较佳的实施例中，通过第二对数据收发接口形成扩展，即在第二对数据收发接口上并行连接两个或两个以上的第二CAN收发器，同时，这些收发器可以是不同类型的收发器，例如采用低速CAN收发器和单线CAN收发器并联的结构构成第二CAN收发器，从而可以对多种类型的CAN总线进行调试和分析等。

由于多个第二CAN收发器共用第二对数据收发接口(主控芯片60的发送数据的CAN2-TXD端口和接收数据的CAN2-RXD端口)，因此，如果同时连接多个这些第二CAN收发器对应的CAN总线，则同时调试会出现数据相互干扰，因此，在本实用新型较佳的实施例中，这些第二CAN收发器连接CAN总线时，通过使能电路实现分时复用，即每次调试时，仅存在一个第二CAN收发器工作。

使能电路的实现方式有多种，示例性地，通过主控芯片60引出多个控制引脚(任意I/O口作为控制端)，分别连接至每个第二CAN收发器的使能端(EN引脚)，从而使得在主控芯片60的某个控制端输出高电平时，对应的第二CAN收发器才工作，因此，可以根据需要调试的CAN总线控制主控芯片60相应的控制引脚输出高电平，例如通过按键触发相应的控制引脚的输出电平。

举例而言，假设存在二个第二CAN收发器，主控芯片60的第一、二引脚作为控制引脚，分别连接两个第二CAN收发器的使能端，控制芯片的第三、四引脚作为按键触发引脚，连接第一按键和第二按键，当按键按下时，则主控芯片60输出高电平，反之，当按键复位时，主控芯片60输出低电平。如果要使得第一个第二CAN收发器工作，则可以按下其对应的第一按键，当然，需要保证第二按键是复位状态。可以考虑第一按键和第二按键采用联动按键，同样地，对于更多第二CAN收发器的情况，使用更多的按键也采用联动按键，这些联动按键在其中一个被按下时，其他按键均处于复位状态。

另外，还可以通过控制第二CAN收发器与电源是否连接控制第二CAN收发器的工作与否。例如，使能电路包括第一辅助电源和电子开关组成，通过主控芯片60控制电子开关的导通与否，来控制第一辅助电源是否与第二CAN收发器的连接，从而实现对第二CAN收发器的控制。

使能电路有多个，与第二CAN收发器的数量相匹配，每个使能电路的电子开关的控制端连接至主控芯片60对应的控制引脚，电子开关的输入端连接至第一辅助电源，电子开关的输出端连接至对应第二CAN收发器的电源端。

电子开关可以是三极管，也可以是MOS管，在本实用新型较佳的实施例中，使用PMOS管。

这里以两个第二CAN收发器为例，其他数量的第二CAN收发器与之类似。请参照图1所示，两个第二CAN收发器分别称为第二一CAN收发器82和第二二CAN收发器92，其中，第二一CAN收发器82可以是采用芯片TJA1055T的低速CAN收发器，第二二CAN收发器92可以是采用芯片MC33897的单线CAN收发器。

第二CAN收发器和其对应的使能电路构成第二CAN分析电路，其中，第二一CAN收发器82和第二一使能电路81构成第二一CAN分析电路80，第二二CAN收发器92和第二二使能电路91构成第二二CAN分析电路90。

第二一使能电路81包括第一辅助电源VCC、电阻R1和PMOS管Q1，其中，第一辅助电源VCC连接至PMOS管Q1的源极，PMOS管Q1的栅极连接至主控芯片60的第一输出端(主控芯片60的第37引脚)，PMOS管Q1的漏极连接至第二一CAN收发器82的电源端。

第二二使能电路91包括电阻R2、PMOS管Q2以及与第一使能电路共用的第一辅助电源VCC，其中，第一辅助电源VCC连接至PMOS管Q2的源极，PMOS管Q2的栅极连接至主控芯片60的第二输出端(主控芯片60的第33引脚)，PMOS管Q3的漏极连接至第二二CAN收发器92的电源端。

第二一CAN收发器82的CANH端口和CANL端口设置于接线柱上，用于配合连接待调试低速CAN总线的第二CAN接口32；第二二CAN收发器92的BUS端口设置于接线柱上，用于配合连接待调试单线CAN总线的第三CAN接口33。

另外，该分析电路还可以包括控制使能电路的控制电路，控制电路的实现方式有多种，示例性地，上述的通过与主控芯片60配合的按键为其中一种实现方式。

在本实用新型较佳的实施例中，还可以采用以下方式实现控制两个使能电路的工作与否。

方式一、请参照图2所示，通过在电源处设置单刀双掷开关K1来实现，单刀双掷开关K1的两个静触点分别设置于PMOS管Q1的源极和电阻R1之间以及PMOS管Q2的源极和电阻R2之间，单刀双掷开关K1的动触点连接至第一辅助电源VCC，从而实现单刀双掷开关K1波动到一侧时，第二一CAN分析电路80和第二二CAN分析电路90仅存在一个处于工作状态。当然，还可以将该单刀双掷开关K1设置于PMOS管Q1和PMOS管Q2的漏极与第二一CAN收发器82和第二二CAN收发器92的电源端之间，即单刀双掷开关K1的动触点与PMOS管Q1和PMOS管Q2的漏极均连接，其两个静触点分别连接第二一CAN收发器82和第二二CAN收发器92的电源端。

方式二、请参照图3所示，通过设置继电器以及与继电器配合触点实现，具体地，该控制电路包括第二辅助电源V1、按键K2、继电器本体KA以及与继电器本体KA配合的常开触点KA1和常闭触点KA2，其中，第二辅助电源V1、按键K2、继电器本体KA串联后接地，常开触点KA1设置于第一辅助电源、电阻R1以及PMOS管Q1的源极之间，常闭触点KA2设置于第一辅助电源、电阻R2以及PMOS管Q2的源极之间，当然，常开触点KA1和常闭触点KA2的位置可以相互替换。

当按键K2闭合时，继电器本体KA励磁，使得常开触点KA1闭合，常闭触点KA2断开，从而使得第二一CAN分析电路80处于工作状态。反之，当按键K2断开时，继电器本体KA励磁，使得常开触点KA1断开，常闭触点KA2闭合，从而使得第二二CAN分析电路90处于工作状态。同样地，还可以将常开触点KA1设置于PMOS管Q1的漏极和第二一CAN收发器82的电源端之间，将常闭触点KA2设置于PMOS管Q2的漏极和第二二CAN收发器92的电源端之间。

可以理解的是，上述两种方式中，主控芯片60的第一输出端和第二输出端均持续输出低电平，从而使得PMOS管Q1和PMOS管Q2均一直处于导通状态。

综上所述，设置多个第二CAN收发器，并使用使能电路控制第二CAN收发器的工作与否，从而实现一个主控芯片60的TXD和RXD引脚的分时复用，不需要配备转接板，也可以实现对多种不同类型的CAN总线进行分析，使用方便，节约成本。

实施例二

实施例二公开一种采用上述实施例中的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路的USBCAN分析仪。

请参照图4和图5所示，该USBCAN分析仪包括壳体10以及PCB板50，其中，上述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路安装于PCB板50上。USBCAN分析仪的USB接口20设置于壳体10的开口处，例如壳体10的前端设置开口，USB接口20卡接于该开口处，USBCAN分析仪对应设置的接线柱30设置于壳体10的后端。

壳体10的上端可以设置有压带40，例如压带40固定或粘接在壳体10上，压带40末端固定有压头41，压头41底部粘接有第二魔术贴42，壳体10上固定或粘结有与第二魔术贴42配合的第一魔术贴43，第一魔术贴43与第二魔术贴42粘接，当进行USBCAN分析仪固定在工控机内部时，拉着压头41往第一魔术贴43靠近，使得第一魔术贴43与第二魔术贴42粘接，这样可将USBCAN分析仪快速固定在工控机内部。

上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其包括主控芯片、USB接口以及第一CAN收发器，所述USB接口连接至所述主控芯片的其中一I/O接口，所述主控芯片的第一数据收发接口与所述第一CAN收发器电性连接，其特征在于，所述USBCAN分析电路还包括第二CAN收发器，所述第二CAN收发器为两个或以上，所述两个或以上的第二CAN收发器并联连接至所述主控芯片的第二数据收发接口，每个第二CAN收发器还均对应设置有使能电路，用于控制对应的第二CAN收发器的工作与否，所述使能电路的一端连接至主控芯片的输出端，所述使能电路的另一端连接至对应第二CAN收发器的输入端，所述第一CAN收发器和第二CAN收发器的总线接口均对应连接有接线柱端子。

2.如权利要求1所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其特征在于，所述使能电路为连接线，所述连接线的一端连接至主控芯片的输出端，另一端连接至对应第二CAN收发器的使能端。

3.如权利要求1所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其特征在于，所述使能电路包括第一辅助电源以及电子开关，所述电子开关的控制端连接至所述主控芯片的输出端，所述电子开关的输入端连接至所述第一辅助电源，所述电子开关的输出端连接至对应第二CAN收发器的电源端。

4.如权利要求3所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其特征在于，所述电子开关为PMOS管，所述PMOS管的栅极连接至主控芯片的输出端，所述PMOS管的源极连接至第一辅助电源，所述PMOS管的漏极连接至对应第二CAN收发器的电源端，所述PMOS管的源极和栅极之间还连接有电阻。

5.如权利要求1-4任一项所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其特征在于，第二CAN收发器为两个，分别为低速CAN收发器和单线CAN收发器。

6.如权利要求5所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，其特征在于，所述低速CAN收发器采用芯片TJA1055T，所述单线CAN收发器采用芯片MC33897。

7.一种可调试多种CAN总线的USBCAN分析仪，其特征在于，其包括壳体、PCB板以及权利要求1-6任一项所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路，所述可调试多种CAN总线的USBCAN分析电路安装于PCB板上，所述主控芯片、第一CAN收发器、第二CAN收发器以及使能电路位于所述壳体内，所述USB接口以及接线柱端子延伸至壳体的外侧。

8.如权利要求7所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析仪，其特征在于，所述壳体的外侧还固定连接有压带和第一魔术贴，所述压带的一端固定于壳体上，另一端与所述第一魔术贴相配合。

9.如权利要求8所述的可调试多种CAN总线的USBCAN分析仪，其特征在于，所述压带的另一端固定连接有压头，所述压头上固定连接有第二魔术贴，所述第二魔术贴和所述第一魔术贴相配合。

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