CN217085539U - 一种基于can总线编程按键面板的开关控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其技术方案要点是：包括MCU处理模块，所述MCU处理模块上电性连接有CAN通讯模块，所述CAN通讯模块与工程车辆控制系统的主控节点以及车内设备的控制节点通讯连接，所述MCU处理模块上电性连接有按键模块，所述按键模块上电性连接有LED灯模块，所述MCU处理模块上电性连接有存储模块，所述MCU处理模块上电性连接有供电模块；本实用新型CAN通讯模块具有安全性能高、寿命长、集成度高等优点，按键模块具有减少了电路带来的损耗及寿命，能够克服现有翘码开关带来的机械损伤的缺陷，CAN通讯模块实现稳定的数据传输，以及能够实现对控制模块进行稳定的供电运行。

Description

一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器

技术领域

本实用新型涉及编程按键面板领域，特别涉及一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器。

背景技术

近年来，工程机械快速发展，电器性能日益更新。传统的机械翘码开关在使用中受限于机械寿命和触点电火花的损伤，逐步采用编程的方式，开关向主控模块发送信号，通过开关的电流很低(mA级)，大大延长了开关的使用寿命；具有安全性能高、寿命长、集成度高等优点；CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。

参照现有公开号为CN111791706A的中国专利，其公开了一种可编程的车载CAN组合开关面板系统及实现方法，涉及车载CAN组合开关面板技术领域，包括按键开关、滤波器、接口电路、主控芯片、CAN收发器、终端电阻，按键开关的一端接地，另一端依次通过滤波器、接口电路与主控芯片电性连接，CAN收发器包括RXD端子、TXD端子、CANH端子、CANL端子，主控芯片分别通过RXD端子、TXD端子与CAN收发器连接，CAN收发器的CANH 端子与CANL端子之间设有终端电阻；对于传统使用翘板开关方案。

上述的这种可编程的车载CAN组合开关面板系统及实现方法具有集成度高，具备可编程性，后续维护与改制方便，而通过CAN总线传输数据，可减少驾驶室线束复杂度，只需两根线即可传输，降低了整车成本。但是上述的这种可编程的车载CAN组合开关面板系统及实现方法依旧存在着一些缺点，如：一、无法有效的降低成本，造成设备的成本较高；二、无法实现对编程按键面板进行有效的控制调节，以及不能够实现监控；三、无法实现对MCU处理模块进行安全稳定的供电运行。

实用新型内容

针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种基于CAN 总线编程按键面板的开关控制器，以解决背景技术中提到的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，包括MCU处理模块，所述MCU处理模块上电性连接有CAN通讯模块，所述CAN通讯模块与工程车辆控制系统的主控节点以及车内设备的控制节点通讯连接，所述MCU处理模块上电性连接有按键模块，所述按键模块上电性连接有LED灯模块，所述MCU处理模块上电性连接有存储模块，所述MCU处理模块上电性连接有供电模块，所述供电模块电性连接蓄电池组。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有成本低、可靠性高、兼容性好等优点，CAN通讯模块具有安全性能高、寿命长、集成度高等优点，按键模块具有减少了电路带来的损耗及寿命，能够克服现有翘码开关带来的机械损伤的缺陷，LED指示灯辅助按键模块运行，CAN通讯模块实现稳定的数据传输，以及能够实现对控制模块进行稳定的供电运行。

较佳的，所述按键模块包括有硅胶面壳、PCB板和塑料底壳，所述硅胶面壳上设有透明硅胶按键区和黑色硅胶隔离区，所述PCB板上设有按键主体和LED灯模块，所述按键主体和所述LED灯模块均通过CAN总线和所述 MCU处理模块电性相连，所述LED灯模块包括LED指示灯和LED背景灯，所述按键主体位于所述透明硅胶按键区的下方，所述LED指示灯位于所述黑色硅胶隔离区的下方。

通过采用上述技术方案，硅胶面壳可以实现进行按压和LED灯模块光照透过，塑料底壳便于上下对PCB板进行安全防护，且LED灯模块可以实现照明和显示按键操作。

较佳的，所述按键模块中包括有按键S1、按键S2、按键S3、按键S4 和按键S5，所述按键S1、所述按键S2、所述按键S3、所述按键S4和所述按键S5采用的是防水薄膜按键，所述按键S1、所述按键S2、所述按键S3、所述按键S4和所述按键S5一端共地，另一端分别与所述MCU处理模块的输入端电性连接，所述MCU处理模块的输入端上均电性连接有4.7KΩ的上拉电阻。

通过采用上述技术方案，按键模块采用防水薄膜按键可以有效的防止水浸入，发生损坏，以及一端共地可以现安全防护，且上拉电阻可以实现对信息号进行稳定传输。

较佳的，所述LED灯模块中包括有PCA9532芯片，所述MCU处理模块与所述PCA9532芯片电性连接，所述PCA9532芯片与所述MCU处理模块典型性连接的引脚上电性连接有10KΩ的上拉电阻，所述PCA9532芯片地址选择引脚A0、引脚A1、引脚A2分别接地。

通过采用上述技术方案，MCU处理模块通过IIC总线把数据及地址传输到PCA9532芯片中，PCA9532芯片得到数据后，使得相应LED指示灯点亮。

较佳的，所述CAN通讯模块中采用A1040芯片作为CAN通讯芯片，所述CAN通讯模块中还电性连接有用于滤除IIC总线干扰的T1电感，所述T1 电感上电性连接有匹配电阻R102、匹配电阻R103，所述A1040芯片的一端电性连接有滤波电容C107。

通过采用上述技术方案，MCU处理模块可以检测CAN通讯模块上的控制信息去驱动继电器，还可以把继电器的反馈信息通过MCU处理模块送到CAN 通讯模块内，使车辆仪表获取继电器的工作状态。

较佳的，所述供电模块中包括有瞬态二极管D1和瞬态二极管D2，所述瞬态二极管D1的一端电性连接有双向保护TVS管，所述供电模块中还包括有滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电容C7、滤波电容C8和滤波电容C9，所述瞬态二极管 D1的一端电性连接保险丝LF185，所述供电模块中还包括有TPS54360电源芯片和电感L1、电感L2。

通过采用上述技术方案，输入电压CON2端进行输入，瞬态二极管D1 为了防止CON2端接反起到保护作用，经过滤波送给TPS54360电源芯片的输入端，通过TPS54360电源芯片与互感器L3、瞬态二极管D2、电容C6、电容C7组成BUCK型降压电路，工作频率52HZ，转换效率高，能保证输出电压5V，最大误差不大于4％，最大负载电流为3A。供其内部芯片使用。

较佳的，所述MCU处理模块采用MC9S08DZ60芯片，所述MCU处理模块上电性连接有4MHz晶振X1，所述晶振X1上电性连接有20PF电容C104和 20PF电容C105，所述电容C104和所述电容C105之间串联连接。

通过采用上述技术方案，MCU处理模块上电后，实时检测CAN通讯模块上的信息，检测到有效数据后，经过MCU处理模块分析，去执行相应的按键功能的动作，把动作功能的反馈信息定时向总线上发送，使响应的动作信息反馈到编程面板对应的LED指示灯功能。

综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：

本实用新型具有成本低、可靠性高、兼容性好等优点，CAN通讯模块具有安全性能高、寿命长、集成度高等优点，按键模块具有减少了电路带来的损耗及寿命，能够克服现有翘码开关带来的机械损伤的缺陷，LED指示灯辅助按键模块运行，CAN通讯模块实现稳定的数据传输，以及能够实现对控制模块进行稳定的供电运行。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的供电模块的电路图；

图3是本实用新型的MCU处理模块和按键模块电路图；

图4是本实用新型的CAN通讯模块的电路图；

图5是本实用新型的蓝牙模块的电路图；

图6是本实用新型的指示灯模块电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参考图1-6，一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，包括MCU 处理模块，所述MCU处理模块上电性连接有CAN通讯模块，所述CAN通讯模块与工程车辆控制系统的主控节点以及车内设备的控制节点通讯连接，所述MCU处理模块上电性连接有按键模块，所述按键模块上电性连接有LED 灯模块，所述MCU处理模块上电性连接有存储模块，所述MCU处理模块上电性连接有供电模块，所述供电模块电性连接蓄电池组。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有成本低、可靠性高、兼容性好等优点，CAN通讯模块具有安全性能高、寿命长、集成度高等优点，按键模块具有减少了电路带来的损耗及寿命，能够克服现有翘码开关带来的机械损伤的缺陷，LED指示灯辅助按键模块运行，CAN通讯模块实现稳定的数据传输，以及能够实现对控制模块进行稳定的供电运行。

本实施例中，优选的，所述按键模块包括有硅胶面壳、PCB板和塑料底壳，所述硅胶面壳上设有透明硅胶按键区和黑色硅胶隔离区，所述PCB板上设有按键主体和LED灯模块，所述按键主体和所述LED灯模块均通过CAN 总线和所述MCU处理模块电性相连，所述LED灯模块包括LED指示灯和LED 背景灯，所述按键主体位于所述透明硅胶按键区的下方，所述LED指示灯位于所述黑色硅胶隔离区的下方。效果为，硅胶面壳可以实现进行按压和 LED灯模块光照透过，塑料底壳便于上下对PCB板进行安全防护，且LED灯模块可以实现照明和显示按键操作。

本实施例中，优选的，所述按键模块中包括有按键S1、按键S2、按键 S3、按键S4和按键S5，所述按键S1、所述按键S2、所述按键S3、所述按键S4和所述按键S5采用的是防水薄膜按键，所述按键S1、所述按键S2、所述按键S3、所述按键S4和所述按键S5一端共地，另一端分别与所述MCU 处理模块的输入端电性连接，所述MCU处理模块的输入端上均电性连接有4.7KΩ的上拉电阻。效果为，按键模块采用防水薄膜按键可以有效的防止水浸入，发生损坏，以及一端共地可以现安全防护，且上拉电阻可以实现对信息号进行稳定传输。

本实施例中，优选的，所述LED灯模块中包括有PCA9532芯片，所述 MCU处理模块与所述PCA9532芯片电性连接，所述PCA9532芯片与所述MCU 处理模块典型性连接的引脚上电性连接有10KΩ的上拉电阻，所述PCA9532 芯片地址选择引脚A0、引脚A1、引脚A2分别接地。效果为，MCU处理模块通过IIC总线把数据及地址传输到PCA9532芯片中，PCA9532芯片得到数据后，使得相应LED指示灯点亮。

本实施例中，优选的，所述CAN通讯模块中采用A1040芯片作为CAN 通讯芯片，所述CAN通讯模块中还电性连接有用于滤除IIC总线干扰的T1 电感，所述T1电感上电性连接有匹配电阻R102、匹配电阻R103，所述A1040 芯片的一端电性连接有滤波电容C107。效果为，MCU处理模块可以检测CAN 通讯模块上的控制信息去驱动继电器，还可以把继电器的反馈信息通过MCU 处理模块送到CAN通讯模块内，使车辆仪表获取继电器的工作状态。

本实施例中，优选的，所述供电模块中包括有瞬态二极管D1和瞬态二极管D2，所述瞬态二极管D1的一端电性连接有双向保护TVS管，所述供电模块中还包括有滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电容C7、滤波电容C8和滤波电容C9，所述瞬态二极管D1的一端电性连接保险丝LF185，所述供电模块中还包括有TPS54360电源芯片和电感L1、电感L2。效果为，输入电压CON2端进行输入，瞬态二极管D1为了防止CON2端接反起到保护作用，经过滤波送给 TPS54360电源芯片的输入端，通过TPS54360电源芯片与互感器L3、瞬态二极管D2、电容C6、电容C7组成BUCK型降压电路，工作频率52HZ，转换效率高，能保证输出电压5V，最大误差不大于4％，最大负载电流为3A。供其内部芯片使用。

本实施例中，优选的，所述MCU处理模块采用MC9S08DZ60芯片，所述 MCU处理模块上电性连接有4MHz晶振X1，所述晶振X1上电性连接有20PF电容C104和20PF电容C105，所述电容C104和所述电容C105之间串联连接。效果为，MCU处理模块上电后，实时检测CAN通讯模块上的信息，检测到有效数据后，经过MCU处理模块分析，去执行相应的按键功能的动作，把动作功能的反馈信息定时向总线上发送，使响应的动作信息反馈到编程面板对应的LED指示灯功能。

使用原理及优点：

当按键静态时，MCU处理模块的输入为高电平，程序判断为按键模块无动作；当按键模块中的按键按下时，MCU处理模块的输入为低电平，程序判断为按键模块中的按键按下，按键模块向MCU处理模块输入信号，MCU处理模块接收到按键模块的按键指令后，使用IIC总线把数据送给PCA9532芯片，PCA9532芯片各个管脚的功能驱动LED灯模块中的LED指示灯亮起，且 MCU处理模块可以检测CAN通讯模块上的控制信息去驱动继电器，还可以把继电器的反馈信息通过MCU处理模块送到CAN通讯模块内，使车辆仪表获取继电器的工作状态，MCU处理模块上电后，实时检测CAN通讯模块上的信息，检测到有效数据后，经过MCU处理模块分析，去执行相应的按键模块中按键功能的动作。把动作功能的反馈信息定时向总线上发送，使响应的动作信息反馈到编程面板对应的LED指示灯功能，以及通过蓝牙模块实现将数据信息进行外传，并且在使用的时候，输入电压CON2端进行输入，瞬态二极管D1为了防止CON2端接反起到保护作用，经过滤波送给TPS54360 电源芯片的输入端，通过TPS54360电源芯片与互感器L3、瞬态二极管D2、电容C6、电容C7组成BUCK型降压电路，工作频率52HZ，转换效率高，能保证输出电压5V，最大误差不大于4％，最大负载电流为3A。供其内部芯片使用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，包括MCU处理模块，其特征在于：所述MCU处理模块上电性连接有CAN通讯模块，所述CAN通讯模块与工程车辆控制系统的主控节点以及车内设备的控制节点通讯连接，所述MCU处理模块上电性连接有按键模块，所述按键模块上电性连接有LED灯模块，所述MCU处理模块上电性连接有存储模块，所述MCU处理模块上电性连接有供电模块，所述供电模块电性连接蓄电池组。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其特征在于：所述按键模块包括有硅胶面壳、PCB板和塑料底壳，所述硅胶面壳上设有透明硅胶按键区和黑色硅胶隔离区，所述PCB板上设有按键主体和LED灯模块，所述按键主体和所述LED灯模块均通过CAN总线和所述MCU处理模块电性相连，所述LED灯模块包括LED指示灯和LED背景灯，所述按键主体位于所述透明硅胶按键区的下方，所述LED指示灯位于所述黑色硅胶隔离区的下方。

3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其特征在于：所述按键模块中包括有按键S1、按键S2、按键S3、按键S4和按键S5，所述按键S1、所述按键S2、所述按键S3、所述按键S4和所述按键S5采用的是防水薄膜按键，所述按键S1、所述按键S2、所述按键S3、所述按键S4和所述按键S5一端共地，另一端分别与所述MCU处理模块的输入端电性连接，所述MCU处理模块的输入端上均电性连接有4.7KΩ的上拉电阻。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其特征在于：所述LED灯模块中包括有PCA9532芯片，所述MCU处理模块与所述PCA9532芯片电性连接，所述PCA9532芯片与所述MCU处理模块典型性连接的引脚上电性连接有10KΩ的上拉电阻，所述PCA9532芯片地址选择引脚A0、引脚A1、引脚A2分别接地。

5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其特征在于：所述CAN通讯模块中采用A1040芯片作为CAN通讯芯片，所述CAN通讯模块中还电性连接有用于滤除IIC总线干扰的T1电感，所述T1电感上电性连接有匹配电阻R102、匹配电阻R103，所述A1040芯片的一端电性连接有滤波电容C107。

6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其特征在于：所述供电模块中包括有瞬态二极管D1和瞬态二极管D2，所述瞬态二极管D1的一端电性连接有双向保护TVS管，所述供电模块中还包括有滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电容C7、滤波电容C8和滤波电容C9，所述瞬态二极管D1的一端电性连接保险丝LF185，所述供电模块中还包括有TPS54360电源芯片和电感L1、电感L2。

7.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线编程按键面板的开关控制器，其特征在于：所述MCU处理模块采用MC9S08DZ60芯片，所述MCU处理模块上电性连接有4MHz晶振X1，所述晶振X1上电性连接有20PF电容C104和20PF电容C105，所述电容C104和所述电容C105之间串联连接。

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