CN216526802U - 一种实现can总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，包括FPGA主控电路、JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述FPGA主控电路分别电连接JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述CAN总线接口用于与外部的CAN总线网络连接，所述JTAG总线接口用于与CAN总线网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器连接。可以看出，本实用新型通过将CAN总线电路与外部的CAN网路电连接，能够接收来自CAN网络的数据，该编程文件能通过电连接送入FPGA主控电路，JTAG接口转换电路与外部的CAN设备的嵌入式可编程控制器电连接，以将FPGA主控电路接收重编的数据发送给嵌入式可编程控制器，实现在CAN网络和CAN网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器之间建立连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及嵌入式技术领域，具体涉及一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备。
背景技术
CAN总线设备在工业等领域应用十分广泛，这些设备分布较散、且大都使用了嵌入式可编程控制器，但这些嵌入式可编程控制器的编程接口大多采用JTAG接口对外通信，为此当更新CAN总线设备内部的固件数据的时候，需要来到现场拆卸电路板，并逐一通过JTAG接口对各个设备内部的嵌入式可编程控制器进行编程，十分不便且即为繁琐。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，该设备能通过CAN网络和CAN网络上的设备的嵌入式可编程控制器之间建立连接。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的一种技术方案为：
一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，包括FPGA主控电路、JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述FPGA主控电路分别电连接JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述CAN总线接口电路用于与外部的CAN总线网络连接，所述JTAG总线接口转换电路用于与CAN总线网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器连接。
进一步地，还包括JTAG接口控制与隔离电路，所述JTAG接口控制与隔离电路用于选择FPGA主控电路和嵌入式可编程控制器的本地编程控制电路之一与JTAG总线接口转换电路电连接。
进一步地，所述JTAG接口控制与隔离电路包括电路选择开关，所述电路选择开关两个选择端分别电连接本地编程控制电路和FPGA主控电路，其公共端电连接JTAG接口转换电路，其控制端电连接FPGA主控电路
进一步地，还包括CAN总线收发器、第一高速光耦合器和第二高速光耦合器，所述CAN总线收发器分别电连接CAN总线接口电路、第一高速光耦合器的输入端和第二高速光耦合器的输出端，所述FPGA主控电路分别电连接第一高速光耦合器的输出端和第二高速光耦合器的输入端。
进一步地，所述CAN总线收发器的型号是SJA1000。
进一步地，所述JTAG总线接口转换电路包括JTAG接口芯片和JTAG接口，所述JTAG接口芯片分别电连接JTAG接口和FPGA主控电路。
进一步地，所述JTAG接口芯片的型号是ACT8990。
本实用新型的有益效果在于：通过将CAN总线电路与外部的CAN网路电连接，能够接收来自CAN网络的数据，该编程文件能通过电连接送入FPGA主控电路，JTAG接口转换电路与外部的CAN设备的嵌入式可编程控制器电连接，以将FPGA主控电路接收重编的数据发送给嵌入式可编程控制器，实现在CAN网络和CAN网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器之间建立连接。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的终端的结构框图；
图2为本实用新型实施例涉及的CAN总线接口的电路示意图；
图3为本实用新型实施例涉及的CAN总线收发电路的收发隔离电路的电路示意图；
图4为本实用新型实施例涉及的CAN总线收发电路的CAN总线数据控制器电路示意图；
图5为本实用新型实施例涉及的主控电路的主控芯片的电路示意图；
图6为本实用新型实施例涉及的主控电路的晶振电路的电路示意图；
图7为本实用新型实施例涉及的主控电路的上电复位芯片的电路示意图；
图8为本实用新型实施例涉及的JTAG接口转换电路的JTAG接口芯片的电路示意图；
图9为本实用新型实施例涉及的JTAG接口转换电路的JTAG接口的电路示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1-9，本实用新型实施例提供了一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，包括FPGA主控电路、JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述FPGA主控电路分别电连接JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述CAN总线接口电路用于与外部的CAN总线网络连接，所述JTAG总线接口转换电路用于与CAN总线网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器连接。
由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过将CAN总线电路与外部的CAN网路电连接，能够接收来自CAN网络的数据，该编程文件能通过电连接送入FPGA主控电路，JTAG接口转换电路与外部的CAN设备的嵌入式可编程控制器电连接，以将FPGA主控电路接收重编的数据发送给嵌入式可编程控制器，实现在CAN网络和CAN网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器之间建立连接。
进一步地，还包括JTAG接口控制与隔离电路，所述JTAG接口控制与隔离电路用于选择FPGA主控电路和嵌入式可编程控制器的本地编程控制电路之一与JTAG总线接口转换电路电连接。
由上述描述可知，采用了JTAG接口控制与隔离电路，控制JTAG的编程数据流是来自CAN网络还是本地编程控制电路，实现了对嵌入式可编程控制器的多种编程方式。
进一步地，所述JTAG接口控制与隔离电路包括电路选择开关，所述电路选择开关两个选择端分别电连接本地编程控制电路和FPGA主控电路，其公共端电连接JTAG接口转换电路，其控制端电连接FPGA主控电路。
由上述描述可知，以电路选择开关的形式控制JTAG的编程数据流是来自CAN网络还是本地编程控制电路，且实现了二者的电路隔离。
进一步地，还包括CAN总线收发器、第一高速光耦合器和第二高速光耦合器，所述CAN总线收发器分别电连接CAN总线接口电路、第一高速光耦合器的输入端和第二高速光耦合器的输出端，所述FPGA主控电路分别电连接第一高速光耦合器的输出端和第二高速光耦合器的输入端。
由上述描述可知，实现CAN控制器数据与总线上数据的隔离以及高速收发。
进一步地，所述CAN总线收发器的型号是SJA1000。
由上述描述可知，SJA1000是一种独立控制器，实现CAN网络数据的驱动与收发，并支持CAN 2.0B协议。
进一步地，所述JTAG总线接口转换电路包括JTAG接口芯片和JTAG接口，所述JTAG接口芯片分别电连接JTAG接口和FPGA主控电路。
由上述描述可知，TAG接口芯片接收来自主控电路的固件编程数据，经转换后通过JTAG接口输出，从而实现在线编程。
进一步地，所述JTAG接口芯片的型号是ACT8990。
由上述描述可知，ACT8990是JTAG接口的专用芯片，实现将固件编程数据转换成对应的时钟信号和编程信号输出。
本实用新型的一种CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的方法及终端应用于对CAN设备内部的嵌入式可编程控制器。
实施例一
请参照图1，本实施例的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备包括依次连接的JTAG接口转换电路、JTAG接口控制与隔离电路、FPGA主控电路、CAN总线收发电路和CAN总线接口电路。
CAN总线接口电路如图2所示，其包括CAN总线接口JP3，用于与外部的CAN总线连接，实现与CAN总线网络的连接与传输。
CAN总线收发电路如图3-4所示，由JP3的CANH与CANL脚收发的CAN网络串行数据，送至型号为TJA1050的CAN总线收发器U6，实现网络数据的驱动与收发；收与发两路数据再送到高速光耦合器U4与高速光耦合器U5，实现CAN总线数据控制器U2A与总线上数据的隔离。
电源转换模块U3用于将外部电源输入的电压VCC转换成VDD输出给CAN总线收发器U6和高速光耦合器U4和U5供电。
二极管D3、D4起到限压保护作用，电容C9与C10是滤波电容。CAN总线数据控制器U2A型号为SJA1000，接收时，由高速光耦合器U5送来的网络数据经CAN总线数据控制器U2A解析后转换成并行数据AD0～AD6输出到MCU主控芯片U1进行处理；发送时，CAN总线数据控制器U2A将MCU主控芯片U1送来的并行数据转换为串行总线数据包，送至高速光耦合器U4发送到CAN网络上。
FPGA主控电路如图5-7所示，其包括MCU主控芯片U1、有源晶振U8A和上电复位芯片U7，MCU主控芯片U1采用的是微处理器W77E58芯片，实现对CAN数据控制器U2A的读写控制，接收并解析CAN总线数据控制器U2A送来的数据中的命令，将要编程的数据生成相应的包发给JTAG接口转换电路，数据发送完成则给CAN总线控制电路发送一个完成信号。有源晶振U8A具体是OSC11M型号的有源晶振，其是11M有源晶振，产生时钟信号SYS_CLK供给MCU主控芯片U1使用。上电复位芯片U7是MAX882芯片，产生上电复位信号给MCU主控芯片U1使用。
JTAG接口控制与隔离电路包括电路选择开关，其两个选择端分别电连接本地编程控制电路和FPGA主控电路，其公共端电连接JTAG接口，其控制端电连接FPGA主控电路，从而以电路选择开关的形式控制JTAG的编程数据流，是来自CAN网络还是本地编程控制电路，由FPGA主控电路给出选择信号，该电路还可起到双方通道隔离的作用。
JTAG接口转换电路如图8-9所示，其主要是由型号为ACT8990的JTAG接口芯片U8和JTAG接口J3组成。U8接收来自MCU主控芯片U1的固件编程数据，经转换后通过JTAG接口J3输出，从而实现在线编程。J3与可在线编程的CAN终端设备的嵌入式可编程控制器连接。
综上所述，本实用新型提供的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，通过设置CAN总线和JTAG总线的协议转换器，使用户能通过CAN总线直接对JTAG接口的嵌入式可编程控制器直接编程，无需去到现场逐一连接各个CAN设备的JTAG接口，并且采用了JTAG接口控制与隔离电路，以电路选择开关的形式控制JTAG的编程数据流是来自CAN网络还是本地编程控制电路，且优先CAN网络。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：包括FPGA主控电路、JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述FPGA主控电路分别电连接JTAG总线接口转换电路和CAN总线接口电路，所述CAN总线接口电路用于与外部的CAN总线网络连接，所述JTAG总线接口转换电路用于与CAN总线网络上的CAN设备的嵌入式可编程控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：还包括JTAG接口控制与隔离电路，所述JTAG接口控制与隔离电路用于选择FPGA主控电路和嵌入式可编程控制器的本地编程控制电路之一与JTAG总线接口转换电路电连接。
3.根据权利要求2所述的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：所述JTAG接口控制与隔离电路包括电路选择开关，所述电路选择开关两个选择端分别电连接本地编程控制电路和FPGA主控电路，其公共端电连接JTAG接口转换电路，其控制端电连接FPGA主控电路。
4.根据权利要求1所述的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：还包括CAN总线收发器、第一高速光耦合器和第二高速光耦合器，所述CAN总线收发器分别电连接CAN总线接口电路、第一高速光耦合器的输入端和第二高速光耦合器的输出端，所述FPGA主控电路分别电连接第一高速光耦合器的输出端和第二高速光耦合器的输入端。
5.根据权利要求4所述的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：所述CAN总线收发器的型号是SJA1000。
6.根据权利要求1所述的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：所述JTAG总线接口转换电路包括JTAG接口芯片和JTAG接口，所述JTAG接口芯片分别电连接JTAG接口和FPGA主控电路。
7.根据权利要求6所述的一种实现CAN总线对嵌入式可编程控制器在线编程的设备，其特征在于：所述JTAG接口芯片的型号是ACT8990。
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