CN216531328U - 一种加固型can光纤转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于通信技术领域，公开了一种加固型CAN光纤转换器，微控制器与CAN1隔离收发器连接，CAN1隔离收发器与CAN1接口连接；微控制器与CAN2隔离收发器连接，CAN2隔离收发器与CAN2接口连接；微控制器与第一光收发器连接，第一光收发器与第一光纤接口连接；微控制器与第二光收发器连接，第二光收发器与第二光纤接口连接。本实用新型采用专用的光纤通信芯片设计电路，使数据通信稳定可靠，可用于恶劣的工况环境。本实用新型可以在总线级别实现复杂结构的多点连接，使得主干网络没有支线长度限制，网络中任意两个节点可以到达协议距离。

Description

一种加固型CAN光纤转换器

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，尤其涉及一种加固型CAN光纤转换器。

背景技术

目前，CAN总线由于具有抗干扰能力强、实时性好等优点，被广泛地应用于对可靠性要求高的工业自动化现场和汽车部件控制等领域，但目前国际上还没有制定出以光纤为传输介质的CAN总线物理层标准。因此利用光纤转CAN技术的组网，解决CAN总线的大容量和远距离组网问题，对于促进新标准的形成具有十分重要的意义。现有技术中无法延长CAN总线通信的距离，以做到远距离数据传输；并且现有的组网线路不可靠、不易维护。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中无法延长CAN总线通信的距离，以做到远距离数据传输；并且现有的组网线路不可靠、不易维护。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种加固型CAN光纤转换器。本实用新型加固型CAN光纤转换器通过CAN隔离收发器收发CAN总线信息，经MCU转发到光收发器，实现CAN信息到光信息的转换。在通过光纤介质传输，通过加固型CAN光纤转换器将光信号解析回CAN总线信号，将数据完整的传递给终端设备。本实用新型可以延长CAN总线通信的距离、做到远距离数据传输，而且组网线路可靠、易于维护。即使在干扰特别严重的情况下也能保证CAN总线正常数据传输。

本实用新型是这样实现的，一种加固型CAN光纤转换器，所述加固型CAN光纤转换器设置有微控制器；

微控制器与CAN1隔离收发器连接，CAN1隔离收发器与CAN1接口连接；

微控制器与CAN2隔离收发器连接，CAN2隔离收发器与CAN2接口连接；

微控制器与第一光收发器连接，第一光收发器与第一光纤接口连接；

微控制器与第二光收发器连接，第二光收发器与第二光纤接口连接。

进一步，所述微控制器与串口驱动器连接，串口驱动器与调试配置串口连接。

进一步，所述微控制器分别与Falsh和储存器连接。

进一步，所述CAN1隔离收发器和CAN2隔离收发器分别设置有电源保护电路，电源保护电路与隔离滤波器连接，隔离滤波器与第一DC/DC连接，第一DC/DC与第二DC/DC连接。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：本实用新型中CAN光纤转换器中光信号互相转换，可以延长CANbus通信距离，最远可以达到20公里。本实用新型设置有两个CAN通信口和两个光纤口。与双绞线和同轴电缆相比，光纤的低传输损耗使传输距离大大增加。除此以外，光缆还具有不辐射能量、不导电、没有电感等特性，且光缆中不存在串扰以及光信号相互干扰的影响，具有优良的抗EM以EM特性，也不会有在线路感应耦合导致的安全问题采用光信号传输，因此具有很好的抗电磁干扰能力。本实用新型采用专用的光纤通信芯片设计电路，使数据通信稳定可靠，可用于恶劣的工况环境。CAN信号的传输速率最高为1Mbps，设计了防雷、防静电电路，提供了优良的EMI/RFT特性。本实用新型可以在总线级别实现复杂结构的多点连接，使得主干网络没有支线长度限制，网络中任意两个节点可以到达协议距离。同时每个端口还具备检测总线活跃及总线故障指示灯，方便观察CAN总线网络工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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1是本实用新型实施例提供的加固型CAN光纤转换器结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的CAN1隔离收发器和CAN2隔离收发器结构示意图。

图中：1、微控制器；2、CAN1隔离收发器；3、CAN1接口；4、CAN2接口；5、CAN2隔离收发器；6、调试配置串口；7、串口驱动器；8、Falsh；9、储存器；10、第一光收发器；11、第二光收发器；12、第一光纤接口；13、第二光纤接口；14、电源保护电路；15、隔离滤波器；16、第一DC/DC；17、第二DC/DC。

图3是本实用新型实施例提供的CAN1隔离收发器和CAN2隔离收发器电路图。

图4是本实用新型实施例提供的微控制器电路图。

图5是本实用新型实施例提供的第一光收发器和第二光收发器电路图。

图6是本实用新型实施例提供的实时操作系统RT-Thread结构示意图。

图7是本实用新型实施例提供的加固型CAN光纤转换器运行原理示意图。

图8是本实用新型实施例提供的内存电路图。

图9是本实用新型实施例提供的Falsh电路图。

图10是本实用新型实施例提供的电源保护和隔离滤波电路图。

图11是本实用新型实施例提供的DC/DC电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种加固型CAN光纤转换器，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的加固型CAN光纤转换器设置有微控制器1，微控制器1与CAN1隔离收发器2连接，CAN1隔离收发器2与CAN1接口3连接；微控制器1与CAN2隔离收发器5连接，CAN2隔离收发器5与CAN2接口4连接。微控制器1与串口驱动器7连接，串口驱动器7与调试配置串口6连接，微控制器1分别与Falsh8和储存器9连接；微控制器1与第一光收发器10连接，第一光收发器10与第一光纤接口12连接；微控制器1与第二光收发器11连接，第二光收发器11与第二光纤接口13连接。本实用新型实施例提供的加固型CAN光纤转换器可实现CAN信号到光信号的转换，光纤的低传输损耗使传输距离大大增加。

如图2所示，本实用新型实施例提供的CAN1隔离收发器2和CAN2隔离收发器5分别设置有电源保护电路14，电源保护电路14与隔离滤波器15连接，隔离滤波器15与第一DC/DC16连接，第一DC/DC16与第二DC/DC17连接。

微控制器1采用的是国产兆易创新的MCU芯片GD32F450，基于200MHz

-M4内核，以业界领先的强大处理效能、高集成度、高可靠性和易用性的最佳组合，为高性能计算需求提供可靠稳定解决方案。配备了512KB到3072KB的片上Flash及256KB到512KB的SRAM，双区块(dual-bank)闪存允许同步读写操作，从而方便了安全程序升级，在更新软件的同时不影响应用性能。处理器可达200MHz，并提供了完整的指令集，并行计算能力和专用浮点运算单元(FPU)，从而将32位控制与领先的技术集成来满足高级计算需求。

第一光收发器10和第二光收发器11采用的是北亿纤通科技的TTL转光纤模块，收发完全独立1×9SIP管脚Duplex双纤，电平兼容标准TTL电平和CMOS电平，传输距离最远可达20公里。MCU将数据发送给光收发器，光收发器将数据转换成光信号。加固型CAN光纤转换器采用国产实时操作系统RT-Thread，其具有极小内核、稳定可靠、简单易用、高度可伸缩、组件丰富等特点。

本实用新型的工作原理为：CAN信号经过共模电感，EMI滤波后，将CAN信号送CAN的隔离收发器，CAN隔离收发器将信号转换成TTL信号，送往MCU微控制器1。CAN隔离收发器采用的是国产威松的CTM8251KT，CAN隔离收发器是集成收发芯片、隔离芯片及DC/DC隔离电源于一体的接口隔离收发模块，可完全取代传统的光耦隔离方案。过去需要收发芯片+

隔离芯片/光耦/+隔离电源才能实现的整个隔离收发方案，现在仅需要采用一个CAN隔离收发模摸便可轻松实现，大大简化了设计。在本实用新型中，图3是本实用新型实施例提供的CAN1隔离收发器和CAN2隔离收发器电路图。图4是本实用新型实施例提供的微控制器电路图。图5是本实用新型实施例提供的第一光收发器和第二光收发器电路图。图6是本实用新型实施例提供的实时操作系统RT-Thread结构示意图。图7是本实用新型实施例提供的加固型CAN光纤转换器运行原理示意图。图8是本实用新型实施例提供的内存电路图。图9是本实用新型实施例提供的Falsh电路图。

图10是本实用新型实施例提供的电源保护和隔离滤波电路图。图11是本实用新型实施例提供的DC/DC电路图。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种加固型CAN光纤转换器，其特征在于，所述加固型CAN光纤转换器设置有：

微控制器；

微控制器与CAN1隔离收发器连接，CAN1隔离收发器与CAN1接口连接；

微控制器与CAN2隔离收发器连接，CAN2隔离收发器与CAN2接口连接；

微控制器与第一光收发器连接，第一光收发器与第一光纤接口连接；

微控制器与第二光收发器连接，第二光收发器与第二光纤接口连接。

2.如权利要求1所述加固型CAN光纤转换器，其特征在于，所述微控制器与串口驱动器连接，串口驱动器与调试配置串口连接。

3.如权利要求1所述加固型CAN光纤转换器，其特征在于，所述微控制器分别与Falsh和储存器连接。

4.如权利要求1所述加固型CAN光纤转换器，其特征在于，所述CAN1隔离收发器和CAN2隔离收发器分别设置有电源保护电路，电源保护电路与隔离滤波器连接，隔离滤波器与第一DC/DC连接，第一DC/DC与第二DC/DC连接。

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