CN217954948U - 一种can总线终端电阻的匹配挂载装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，涉及CAN总线终端电阻匹配的技术领域，将第一对外连器P1的第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线与低位线之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入CAN总线，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，第一端与第二端闭合，终端电阻接入CAN总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及CAN总线终端电阻匹配的技术领域，更具体地，涉及一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置。
背景技术
CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，CAN总线网络主要挂在CAN_H和CAN_L之间，CAN_H和CAN_L电平的性质是不同的，CAN_H电平的两种逻辑状态为高电平状态和高阻状态，CAN_L的两种逻辑状态为低电平和高阻状态，而高阻状态的电平是不确定的，因此，在差分传输的CAN总线中，匹配终端电阻一方面能降低CAN_H与CAN_L回路中阻抗的作用，使CANH和CANL具有确定的电平，另一方面，终端电阻吸收信号反射及回波，避免反射波对原信号产生干扰。
如图1所示，CAN总线的终端电阻配置于CAN_H和CAN_L之间，一般仅能通过硬件焊接来实现，而改变仅能通过拆除来实现，若涉及到多个IO模块组网时，需要硬性拆除外壳，并用电烙铁去掉多余的终端电阻，容易发生终端电阻错配现象，而一旦发生终端电阻错配现象，将引起CAN总线出现大量的通讯故障，影响其正常通讯，为克服这种缺陷，现有技术中公开了一种自动匹配CAN总线终端电阻的装置，通过控制单元和收发器的配合计算接入CAN总线的终端电阻的电阻最优值，并且不需要焊接与拆卸操作，省时省力，但该装置主要侧重于终端电阻值的选取，面向CAN总线主机与IO模块组网时的终端电阻匹配挂载问题时，无法灵活处理。
实用新型内容
为解决CAN总线主机和IO模块组网时的终端电阻匹配挂载的问题，本实用新型提出一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，在CAN总线设备主机和IO模块组网时，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，包括：第一对外连接器P1、接入CAN总线的主机、若干个接入CAN总线的终端电阻、第二对外连接器P2、自主机沿CAN总线依次接入CAN总线的若干个IO设备、电压源单元、中央控制器单元及继电器，所述第一对外连器P1设有第一引脚与第二引脚，第一引脚连接CAN总线的高位线CAN1_H，第二引脚连接CAN总线的低位线CAN1_L；第二对外连接器P2设有第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚；第三引脚分别连接CAN总线的高位线CAN1_H及继电器触点的第一端，第四引脚分别连接CAN总线的低位线CAN1_L及继电器触点的第二端，终端电阻的两端分别连接CAN总线的高位线CAN1_H与低位线CAN1_L；第五引脚分别连接电压源单元及中央控制器单元的输入端，中央控制器单元的输出端输出高或低电平，控制继电器的通断；第一引脚与第二引脚短接，主机的终端电阻挂载接入，第五引脚与第六引脚悬空，IO设备的终端电阻不挂载接入，第五引脚与第六引脚短接，IO设备的终端电阻挂载接入。
在本技术方案中，对于设置于CAN总线上的IO设备与主机，考虑IO设备与主机组网时的终端电阻匹配需求，提出利用第一对外连器P1、第二对外连接器P2以及中央控制器单元之间的配合，实现终端电阻的匹配挂载，将第一对外连器P1的第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，对应常闭触点断开，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入CAN总线，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，对应常闭触点不动作，第一端与第二端闭合，终端电阻接入CAN总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
优选地，与第一引脚连接的CAN总线的高位线CAN1_H上接入有终端电阻R1A，终端电阻R1A的最大值为128Ω，最小值为116Ω，标称值为120Ω，与第二引脚连接的CAN总线的低位线CAN1_L上接入有终端电阻R2A，阻值为0Ω。
优选地，第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间接入终端电阻R1A与终端电阻R2A。
在此，将第一对外连器P1的第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间挂载接入终端电阻，第一对外连器P1的两个引脚采用外部布线选择，通过短接与否实现在单主机接入时的终端电阻接入与否，简单方便。
优选地，与第三引脚连接的CAN总线的高位线CAN1_H上接入有终端电阻R3A，阻值为0Ω，第三引脚与继电器触点的第一端连接的线路上接入有电阻R5，电阻R5最大值为128Ω，最小值为116Ω，标称值为120Ω。
优选地，与第四引脚连接的CAN总线的低位线CAN1_L上接入有终端电阻R4A，阻值为0Ω。
优选地，所述电压源单元包括电阻R6及电源VCC1，第五引脚连接电阻R6，电阻R6连接电源VCC1，第六引脚接地。
优选地，所述中央控制器单元包括与门模块、电阻R7、光耦合器、电阻R8及中央处理器CPU，所述与门模块上设有引脚B、引脚A、接地引脚、电源引脚及引脚Y，第五引脚分别连接与门模块的引脚B与引脚A，接地引脚接地，电源引脚连接电源VCC1，电源VCC1连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与引脚Y分别连接光耦光耦合器的第一输入端和第二输入端，所述光耦合器的输出端为光敏三极管，光敏三极管的集电极分别连接电阻R8的一端与中央处理器CPU的输入端，光敏三极管的发射极接地，电阻R8的另一端连接3.3v电压源，中央处理器CPU的输出端连接继电器的一端，继电器的另一端连接电源VCC1。
优选地，所述中央处理器CPU为STM32微机控制器。STM32微机控制器自身的芯片电路本身具有输入采集与输出功能。
优选地，所述继电器的触点还包括悬空端，第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空时，STM32微机控制器采集到第五引脚输入的高电平，STM32微机控制器输出低电平，继电器触点的第一端与第二端不闭合，第一端与悬空端连接，电阻R5不接入，IO设备的终端电阻不挂载接入CAN总线。
优选地，第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接时，STM32微机控制器采集到第五引脚输入的低电平，STM32微机控制器输出高电平，继电器触点的第一端与第二端闭合，电阻R5接入，IO设备的终端电阻挂载接入CAN总线。
与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
本实用新型提出一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，利用第一对外连器P1、第二对外连接器P2以及中央控制器单元之间的配合，实现终端电阻的匹配挂载，将第一对外连器P1的第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入CAN总线，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，第一端与第二端闭合，终端电阻接入CAN总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
附图说明
图1表示本实用新型背景技术中提出的CAN总线的终端电阻配置于CAN_H和CAN_L之间示意图；
图2表示本实用新型实施例1中提出的主机和多个IO设备组网形成的CAN网络；
图3表示本实用新型实施例1中提出的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置的电路结构图；
其中，1-电压源单元；2-中央控制器单元。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
实施例1
图2所示的CAN网络中，框线内表示终端电阻，常规对于终端电阻的挂载接入或断开时，一般采用焊接或拆卸的方式，十分不灵活，为解决当前无法灵活处理CAN总线主机与IO模块组网时的终端电阻匹配挂载问题，本实施例提出一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，该装置的电路结构图如图3所示，参见图3，装置包括：第一对外连接器P1、接入CAN总线的主机(直观的主机接入可参见图1)、若干个接入CAN总线的终端电阻、第二对外连接器P2、自主机沿CAN总线依次接入CAN总线的若干个IO设备(直观的IO设备接入示意可参见图1)、电压源单元1、中央控制器单元2及继电器，参见图3，接入CAN总线的终端电阻有R1A、R2A、R3A、R4A、R5，终端电阻的两端分别连接CAN总线的高位线CAN1_H与低位线CAN1_L，但对于设置于CAN总线上的IO设备与主机，要根据IO设备与主机组网时的终端电阻匹配需求，实现R1A、R2A、R3A、R4A、R5的合理挂载接入。
参见图3，第一对外连器P1设有第一引脚与第二引脚，第一引脚与第二引脚在图3的第一对外连接器P1中分别对应标记“1”和标记“2”，第一引脚连接CAN总线的高位线CAN1_H，第二引脚连接CAN总线的低位线CAN1_L，在高位线CAN1_H上设置有与第一引脚连接的电阻R1A，在低位线CAN1_L上设置有与第二引脚连接的电阻R2A；CAN总线继续延伸，依次设有中间IO设备与末端IO设备；第二对外连接器P2设有第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚；其中，在图3中，第二对外连接器P2的第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚对应第二对外连接器P2的“1”、“2”、“3”、“4”标记，第三引脚分别连接CAN总线的高位线CAN1_H及继电器触点的第一端，第一端用“9”标记，第四引脚分别连接CAN总线的低位线CAN1_L及继电器触点的第二端，第二端用“10”标记；第五引脚分别连接电压源单元1及中央控制器单元2的输入端，中央控制器单元2的输出端输出高或低电平，控制继电器的通断；
整体上：第一引脚与第二引脚短接，主机的终端电阻挂载接入，第五引脚与第六引脚悬空，IO设备的终端电阻不挂载接入，第五引脚与第六引脚短接，IO设备的终端电阻挂载接入。将第一对外连器P1的第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入CAN总线，将第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，第一端与第二端闭合，终端电阻接入CAN总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
对于终端电阻R1A，接于第一引脚连接的CAN总线的高位线CAN1_H上，终端电阻R1A的最大值为128Ω，最小值为116Ω，标称值为120Ω，在本实施例中，R1A为120Ω，与第二引脚连接的CAN总线的低位线CAN1_L上接入有终端电阻R2A，阻值为0Ω，第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间接入终端电阻R1A与终端电阻R2A。即将第一对外连器P1的第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间挂载接入终端电阻，第一对外连器P1的两个引脚采用外部布线选择，通过短接与否实现在单主机接入时的终端电阻接入与否，简单方便。
在本实施例中，与第三引脚连接的CAN总线的高位线CAN1_H上接入有终端电阻R3A，阻值为0Ω，第三引脚与继电器触点的第一端“9”连接的线路上接入有电阻R5，电阻R5最大值为128Ω，最小值为116Ω，标称值为120Ω，电阻R5取120Ω，与第四引脚连接的CAN总线的低位线CAN1_L上接入有终端电阻R4A，阻值为0Ω。
参见图3，电压源单元1包括电阻R6及电源VCC1，第五引脚连接电阻R6，电阻R6连接电源VCC1，第六引脚接地，电阻R6作为接入电阻使用。
中央控制器单元2包括与门模块、电阻R7、光耦合器、电阻R8及中央处理器CPU，与门模块上设有引脚B、引脚A、接地引脚、电源引脚及引脚Y，第五引脚分别连接与门模块的引脚B与引脚A，接地引脚接地，电源引脚连接电源VCC1，电源VCC1连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与引脚Y分别连接光耦光耦合器的第一输入端和第二输入端，所述光耦合器的输出端为光敏三极管，光敏三极管的集电极分别连接电阻R8的一端与中央处理器CPU的输入端，光敏三极管的发射极接地，电阻R8的另一端连接3.3v电压源，中央处理器CPU的输出端连接继电器的一端，继电器的另一端连接电源VCC1。在本实施例中，所述中央处理器CPU为STM32微机控制器，STM32微机控制器自身的芯片电路本身具有输入采集与输出功能。
参见图3，继电器的触点还包括悬空端，在图3中，触点用K1表示，悬空端如图3中K1“3”和“5”对应的端，第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空时，STM32微机控制器采集到第五引脚输入的高电平，STM32微机控制器输出低电平，继电器触点的第一端与第二端不闭合，第一端与悬空端连接，电阻R5不接入，IO设备的终端电阻不挂载接入CAN总线。这里对于STM32微机控制器高、低电平的输入以及采集、输出，是其本身的芯片电路自有的输入输出功能实现。
同理，第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接时，STM32微机控制器采集到第五引脚输入的低电平，STM32微机控制器输出高电平，继电器触点的第一端与第二端闭合，电阻R5接入，IO设备的终端电阻挂载接入CAN总线。
实施例2
基于图3所示的电路结构图，下面从单主机和单个IO设备组网方面进行说明，主机是CAN网络首端，利用第一对外连接器P1、采用外部布线选择，第一对外连接器P1的第一引脚和第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间接入终端电阻R1A与终端电阻R2A，R1A为120Ω，终端电阻R2A为0Ω，主机挂载接入120Ω终端电阻；而第一引脚和第二引脚不短接时，120Ω的终端电阻将不挂载接入。
IO设备通过第二对外连接器P2的引脚在外的布线插头选择是否挂终端电阻，将第二对外连接器P2的第五引脚和第六引脚短接，第五引脚输入低电平，中央处理器CPU采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器CPU输出高电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”闭合，电阻R5接入CAN总线，实现了IO设备的终端电阻挂载接入CAN总线；
将第二对外连接器P2的第五引脚和第六引脚悬空，第五引脚输入高电平，中央处理器CPU采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器CPU输出低电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”断开，第一端与悬空端连接，电阻R5断开，IO设备的终端电阻不挂载接入CAN总线。
以上过程不需要拆卸或者焊接，仅通过第一对外连接器P1和第二对外连接器P2的外接布线配合，即可实现终端电阻的挂载。
实施例3
基于图3所示的电路结构图，下面从单主机和多个IO设备组网方面进行说明，主机是CAN网络首端，利用第一对外连接器P1、采用外部布线选择，第一对外连接器P1的第一引脚和第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间接入终端电阻R1A与终端电阻R2A，R1A为120Ω，终端电阻R2A为0Ω，主机挂载接入120Ω终端电阻；而第一引脚和第二引脚不短接时，120Ω的终端电阻将不挂载接入。
中间IO设备通过第二对外连接器P2的引脚在外的布线插头选择是否挂终端电阻，第二对外连接器P2的第五引脚和第六引脚悬空，第五引脚输入高电平，中央处理器CPU采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器CPU输出低电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”断开，第一端与悬空端连接，电阻R5断开，IO设备的终端电阻不挂载接入CAN总线。
末端IO设备通过第二对外连接器P2的第五引脚和第六引脚短接，第五引脚输入低电平，中央处理器CPU采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器CPU输出高电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”闭合，电阻R5接入CAN总线，实现了IO设备的终端电阻挂载接入CAN总线；
以上过程不需要拆卸或者焊接，仅通过第一对外连接器P1和第二对外连接器P2的外接布线配合，即可实现终端电阻的挂载。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，包括：第一对外连接器P1、接入CAN总线的主机、若干个接入CAN总线的终端电阻、第二对外连接器P2、自主机沿CAN总线依次接入CAN总线的若干个IO设备、电压源单元、中央控制器单元及继电器，所述第一对外连器P1设有第一引脚与第二引脚，第一引脚连接CAN总线的高位线CAN1_H，第二引脚连接CAN总线的低位线CAN1_L；第二对外连接器P2设有第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚；第三引脚分别连接CAN总线的高位线CAN1_H及继电器触点的第一端，第四引脚分别连接CAN总线的低位线CAN1_L及继电器触点的第二端，终端电阻的两端分别连接CAN总线的高位线CAN1_H与低位线CAN1_L；第五引脚分别连接电压源单元及中央控制器单元的输入端，中央控制器单元的输出端输出高或低电平，控制继电器的通断；第一引脚与第二引脚短接，主机的终端电阻挂载接入，第五引脚与第六引脚悬空，IO设备的终端电阻不挂载接入，第五引脚与第六引脚短接，IO设备的终端电阻挂载接入。
2.根据权利要求1所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，与第一引脚连接的CAN总线的高位线CAN1_H上接入有终端电阻R1A，终端电阻R1A的最大值为128Ω，最小值为116Ω，标称值为120Ω，与第二引脚连接的CAN总线的低位线CAN1_L上接入有终端电阻R2A，阻值为0Ω。
3.根据权利要求2所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，第一引脚与第二引脚短接，CAN总线的高位线CAN1_H与CAN总线的低位线CAN1_L之间接入终端电阻R1A与终端电阻R2A。
4.根据权利要求3所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，与第三引脚连接的CAN总线的高位线CAN1_H上接入有终端电阻R3A，阻值为0Ω，第三引脚与继电器触点的第一端连接的线路上接入有电阻R5，电阻R5最大值为128Ω，最小值为116Ω，标称值为120Ω。
5.根据权利要求4所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，与第四引脚连接的CAN总线的低位线CAN1_L上接入有终端电阻R4A，阻值为0Ω。
6.根据权利要求5所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，所述电压源单元包括电阻R6及电源VCC1，第五引脚连接电阻R6，电阻R6连接电源VCC1，第六引脚接地。
7.根据权利要求6所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，所述中央控制器单元包括与门模块、电阻R7、光耦合器、电阻R8及中央处理器CPU，所述与门模块上设有引脚B、引脚A、接地引脚、电源引脚及引脚Y，第五引脚分别连接与门模块的引脚B与引脚A，接地引脚接地，电源引脚连接电源VCC1，电源VCC1连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与引脚Y分别连接光耦光耦合器的第一输入端和第二输入端，所述光耦合器的输出端为光敏三极管，光敏三极管的集电极分别连接电阻R8的一端与中央处理器CPU的输入端，光敏三极管的发射极接地，电阻R8的另一端连接3.3v电压源，中央处理器CPU的输出端连接继电器的一端，继电器的另一端连接电源VCC1。
8.根据权利要求7所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，所述中央处理器CPU为STM32微机控制器。
9.根据权利要求8所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，所述继电器的触点还包括悬空端，第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚悬空时，STM32微机控制器采集到第五引脚输入的高电平，STM32微机控制器输出低电平，继电器触点的第一端与第二端不闭合，第一端与悬空端连接，电阻R5不接入，IO设备的终端电阻不挂载接入CAN总线。
10.根据权利要求9所述的CAN总线终端电阻的匹配挂载装置，其特征在于，第二对外连接器P2的第五引脚与第六引脚短接时，STM32微机控制器采集到第五引脚输入的低电平，STM32微机控制器输出高电平，继电器触点的第一端与第二端闭合，电阻R5接入，IO设备的终端电阻挂载接入CAN总线。
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