CN215067812U - 一种基于can控制器及门电路组成的can网络 - Google Patents
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Abstract
一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，包括：CAN控制器，包括发送端和接收端，进行数据的收发；门电路，门电路包括多个输入端和一个输出端；多个CAN控制器发射端Tx分别连接到门电路的多个输入端，门电路的输出端同时连接到该多个CAN控制器的接收端Rx，多个CAN控制器发射端Tx发送数据通过门处理后送到各CAN控制器的接收端Rx。本实用新型省去了传统现有技术中的CAN驱动器，使用成本低的门电路实现CAN组网，电路简单，通信速率不变，在低速率通信时具有更好的抗干扰性能和驱动输出能力，有效降低成本，特别适合局部CAN通信电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信电路领域，具体涉及一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络。
背景技术
CAN总线自诞生以来，以较高的速率、良好的抗干扰性能受到大众欢迎，被广泛应用到各个系统中，其系统结构如图1，系统A 系统B通过CAN总线进行通信，CAN总线包括CAN控制器及CAN驱动器（收发器）。CAN控制器从控制单元中的微处理器（未示出）接收数据，处理数据并将其传递给CAN收发器。CAN收发器数据发送到总线或从总线接收到控制器。收发器也可以称为驱动器。CAN控制器是实现CAN总线、生成完整的CAN桢并将其以二进制流发送到CAN收发器的协议基础层和数据链路层。
然而，在某些局部的CAN网络中，特别是对成本敏感的系统中，CAN驱动器作为一个驱动器件，会带来额外的成本，急需一种既可以实现CAN通信，又可以简化的电路结构，以实现局部的CAN通信同时成本低廉的电路。
发明内容
本实用新型针对上述背景技术中存在的问题，提出一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，既可以实现CAN通信，又可以简化的电路结构，以实现局部的CAN通信同时成本低廉的目的。
一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，包括：
CAN控制器，包括发送端和接收端，进行数据的收发；
门电路，门电路包括多个输入端和一个输出端；
多个CAN控制器发射端Tx分别连接到门电路的多个输入端，门电路的输出端同时连接到该多个CAN控制器的接收端Rx，多个CAN控制器发射端Tx发送数据通过门处理后送到各CAN控制器的接收端Rx。
进一步地，CAN控制器符合CAN2.0A/B协议，集成在MCU内部，在单一CAN网络中其个数不超过16个。
进一步地，所述门电路为与门，输出逻辑电平为TTL电平。
进一步地，CAN控制器由发送端Tx发送的数据经门电路处理后，送到其他CAN控制器的接收端Rx，同时该CAN控制器根据自身接收端Rx接收到的数据，判断数据是否被正确发送。
进一步地，在CAN控制器和门电路之间设有隔离器。
进一步地，CAN网络中，以一个CAN控制器为主机，其余CAN控制器为分机，各分机通过信号线连接门电路的输入端，门电路的输出端再连接主机，组成多终端的多机系统。
进一步地，在多终端的多机系统中，门电路设置在其一机器里。
进一步地，门电路放置在CAN通信发起者的机器中。
本实用新型达到的有益效果为：
（1）省去了传统现有技术中的CAN驱动器（收发器），同时也省去了CAN通信总线，可以使用成本低的门电路实现CAN组网，电路简单，相对于现有具备CAN驱动器的CAN网络通信速率不变，有效降低成本。
（2）在本网络结构中使用的普通门，在本网络中节点即主机从机的个数通常在不大于16个时比较合适，特别适合局部CAN通信电路。
（3）相对于传统的使用OC门通过总线连接各节点而实现的线与逻辑，由于其核心是使用OC门，受分布电容影响，OC门方案在实现高速率时不如普通门，普通门的速率至少都在1M以上。故本网络结构使用普通门可以相对于OC门实现更高的通信速率。在低速率通信时，线路上的波形也优于OC门，具有更好的抗干扰性能和驱动输出能力。与传统的OC门通过总线连接各节点相比，本实用新型没有CAN通信总线。
附图说明
图1为背景技术中现有技术CAN通信总线结构示意图。
图2为本实用新型实施例中基于CAN控制器及门电路组成的CAN通信原理图。
图3为本实用新型实施例中CAN网络的通信示意图。
图4为本实用新型实施例中带隔离的通信示意图。
图5为本实用新型实施例中可实现多终端多机系统的通信示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
参照图2，本实施例中提供一种基于CAN驱动器模拟电路的CAN网络，包括：CAN控制器，包括发送端和接收端，进行数据的收发；信号线，进行数据的传输；门电路，门电路包括多个输入端和一个输出端。
多个CAN控制器发射端Tx分别通过信号线连接到门电路的多个输入端，门电路的输出端通过信号线同时连接到该多个CAN控制器的接收端Rx，多个CAN控制器发射端Tx发送数据通过门处理后送到各CAN控制器的接收端Rx。
图3为CAN通信示意图，如图3所示，为实现CAN通信的协议及数据链路，使用门电路来模拟CAN驱动器的逻辑功能，门电路成本低廉，有效地节省了成本。具体是：一个CAN网络中包含系统A和系统B，系统A的CAN控制1发射端Tx 及系统B的CAN控制器2发射端Tx发射数据通过一与门处理后送到系统B的CAN 控制器2的接收端Rx；系统A的CAN控制器1接收端Rx与系统B的CAN控制器2的接收端Rx连接。本实施例方案中，同时还省去了现有技术中传统的CAN总线中用于传输差分信号的双绞线，本实施例中的发射线和接收线均为普通的数据线，其中传输的是TTL逻辑电平。
参照图3，CAN控制器1向外发送需要输出的数据，此数据为TTL电平，经与门处理后，送到CAN控制器2的输入端，同时CAN控制器1根据自身Rx端接收到的数据，判断数据有没有正确被发出。CAN控制器2根据所接收数据帧中的地址信息，判断数据是不是发给自己的，如果是则处理，不是则不理会。
另外，当多个控制器需要发送数据时，则根据与门逻辑和帧的优先权实现总线仲裁。获取总线的控制器可以发送数据，其他控制器则会等待下一次仲裁，如获得了总线则再发送数据。CAN总线的仲裁就是一个逻辑关系，CAN控制器在发送数据时，会比较帧ID的数据，当有两个或以上的CAN控制器发送数据时，返回的数据如果与发送的数据相同，则相应的控制器继续发送，如果不同，则对应的控制器自动退出，等待下一次总线空闲，总线空闲指的是总线持续为1的时候表示空闲。
图4为可扩展方式之一：带隔离的CAN通信示意图，隔离器是两端电位不等时使用的。本实施例中，如图4所示，在CAN控制器与CAN驱动器模拟电路之间设有隔离器，其内置隔离模块，能够给CAN通讯带来很大的安全。采用的内置隔离模块可以为光电耦合器或其他能实现相同功能的器件。
图5为可扩展方式之二：可实现多终端的CAN通信示意图，如图5所示，在一个多机系统中或者多个模块之间，例举为一个包含从机1、从机2、从机3及主机的多机系统终端。从机1之CAN控制器A、从机2之CAN控制器B、从机3之CAN控制器C及主机之CAN控制器D的发射端Tx发射数据通过与门处理后送给主机之CAN控制器的接收端Rx。从机1之CAN控制器A的接收端Rx、从机2之CAN控制器B的接收端Rx、从机3之CAN控制器C的接收端Rx均与主机之CAN控制器D的接收端Rx连接。
在CAN组网的多机系统中，在其一机器里面设置与门。实际应用中，CAN通信会有一个发起者。与门与发起者放在一起。
本实施例中的采用的CAN控制器符合CAN2.0A/B协议，具有收发数据的功能，通常集成在MCU内部。使用的逻辑门为普通的门电路，输出逻辑电平为TTL电平。各CAN控制器使用相同的通信波特率，如1Mbps。
在本实施例中，以一个CAN控制器为一个节点，节点个数通常在不大于16个时比较合适，因此本基于CAN驱动器模拟电路的CAN网络特别适合局部CAN通信电路。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：该CAN网络包括：
CAN控制器，包括发送端和接收端，进行数据的收发；
门电路，门电路包括多个输入端和一个输出端；
多个CAN控制器发射端Tx分别连接到门电路的多个输入端，门电路的输出端同时连接到该多个CAN控制器的接收端Rx，多个CAN控制器发射端Tx发送数据通过门处理后送到各CAN控制器的接收端Rx。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：CAN控制器符合CAN2.0A/B协议，集成在MCU内部，在单一CAN网络中其个数不超过16个。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：所述门电路为与门，输出逻辑电平为TTL电平。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：CAN控制器由发送端Tx发送的数据经门电路处理后，送到其他CAN控制器的接收端Rx，同时该CAN控制器根据自身接收端Rx接收到的数据，判断数据是否被正确发送。
5.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：在CAN控制器和门电路之间设有隔离器。
6.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：CAN网络中，以一个CAN控制器为主机，其余CAN控制器为从机，各从机通过信号线连接门电路的输入端，门电路的输出端再连接主机，组成多终端的多机系统。
7.根据权利要求6所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：在多终端的多机系统中，门电路设置在其一机器里。
8.根据权利要求7所述的一种基于CAN控制器及门电路组成的CAN网络，其特征在于：门电路放置在CAN通信发起者的机器中。
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