CN218099368U - 一种基于can总线的车载多通道电压采集卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，包括：电压采集接口、分压电路、模拟开关、模数转换芯片ADC、微处理器、电源模块、电源接口、CAN收发器以及通讯接口，若干组分压电路的电压从电压采集接口输入，每组分压电路采用10K电阻和2K电阻分压；微处理器能够控制模拟开关在若干分压电路的对应通道内轮流循环切换；模数转换芯片ADC用于将电压转化为数字信号，微处理器用于将ADC数字信号值换算为电压值，通讯接口与CAN总线连接，微处理器能够通过CAN总线以及通讯接口将分压电路的对应通道号以及电压值发出，本实用新型支持汽车电子电压0～20V，无需外置调理电路，可靠性高；且采用多通道模拟开关+单个ADC的方式，体积小成本低。

Description

一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡

技术领域

本实用新型涉及电压监测领域，尤其涉及一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡。

背景技术

目前，车辆研发阶段都需要进行大量测试验证，其中包括几十万公里的路试。在路试过程中，需要监测车辆上各传感器、控制器、执行器的状态，其中包括大量电压信号需要监测。

通常做法是采用通用电压采集卡+调理电路的方式实现，例如，采用NIUSB电压采集卡，再加上调理电路把车上12V系统(一般9～16V)的电压转换到0～5V范围内进行采集。

然而现有技术不足：通用采集卡不支持汽车电压范围，需要结合调理电路才能实现功能；通用采集卡不支持可扩展的车辆总线，例如CAN总线；外加调理电路的方式，在车辆路试的振动环境下，可靠性低；外加调理电路后，造成整体体积大，不方便安装。

发明内容

本实用新型解决目前车载多通道电压监测系统采用常规电压采集卡+调理电路方式，造成的外加调理电路振动可靠性低、体积大不方便安装、不支持车辆总线等问题，提供一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，包括：电压采集接口、分压电路、模拟开关、模数转换芯片ADC、微处理器、电源模块、电源接口、CAN收发器以及通讯接口，其特征在于：若干组所述分压电路的电压从所述电压采集接口输入，每组分压电路采用10K电阻和2K电阻分压；所述微处理器能够控制所述模拟开关在若干所述分压电路的对应通道内轮流循环切换；所述模数转换芯片ADC用于将电压转化为数字信号，并且能够通过SPI通讯发送给微处理器；所述微处理器用于将ADC数字信号值换算为电压值，所述通讯接口与CAN总线连接，所述微处理器能够通过所述CAN总线以及所述通讯接口将分压电路的对应通道号以及电压值发出。

本实用新型一个较佳实施例中，由48组分压电路构成48通道分压电路。

本实用新型一个较佳实施例中，采用3组16选1模拟开关。

本实用新型一个较佳实施例中，电压采集接口采用DB50连接器，与待测车辆线路连接。

本实用新型一个较佳实施例中，所述DB50连接器的PIN1～PIN48为电压输入，PIN49～PIN50为参考地。

本实用新型一个较佳实施例中，采用SPI接口的ADC芯片。

本实用新型一个较佳实施例中，所述电源模块内部包含稳压电路，能够分别给模拟开关、模数转换芯片ADC、微处理器以及CAN收发器输出稳定的工作电压。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型提供一种直接支持汽车电压，基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，具有体积小、成本低、可靠性高、方便总线扩展的优势，具体的，支持汽车电子电压0～20V，无需外置调理电路，可靠性高；采用多通道模拟开关+单个ADC的方式，体积小成本低；采用CAN总线传输，稳定可靠，适合在车上环境使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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是本实用新型的优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构。

如图1所示的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，由电压采集接口、48通道分压电路、3组16选1模拟开关、模数转换芯片ADC、微处理器、电源模块、电源接口、CAN收发器、通讯接口组成。

优选的，电压采集接口采用DB50连接器，其中PIN1～PIN48为电压输入，PIN49～PIN50为参考地，与待测车辆线路连接；48通道分压电路由48组分压电路构成，每组分压电路采用10K电阻和2K电阻分压(分压后输出电压为原电压的1/6)；16选1模拟开关，采用TI的CD74HC4067芯片；ADC芯片采用SPI接口的ADC芯片，优选的采用AD7686芯片；微处理器采用ST的STM32F103芯片；CAN收发器采用NXP的TJA1050芯片；通讯接口采用2PIN连接器，与CAN总线连接；

一实施例中，电源模块内部包含稳压电路，输出稳定的工作电压给16选1模拟开关、ADC、微处理器、CAN收发器；

工作原理：48通道分压电路的电压从电压采集接口输入；48通道分压电路将各通道电压调理为1/6，到ADC的量程范围内；微处理器的通道选择信号，控制模拟开关轮流循环切换48个通道；ADC芯片将电压转化为数字信号，通过SPI通讯发送给微处理器；微处理器将ADC值换算为电压值；微处理器将通道号+电压值通过CAN总线发出。

本实用新型工作流程：接通电源后，微处理器初始化，所有芯片和模块开始工作；微处理器控制模拟开关依次切换到48个通道，内部软件将ADC值换算为电压值，将“通道号+电压值”打包为CAN报文格式，发送给CAN收发器，最终从CAN总线发出；应用的时候，电脑端的CAN卡，接入总线，记录CAN总线上的数据。

本实用新型支持汽车电子电压0～20V，无需外置调理电路，可靠性高；采用多通道模拟开关+单个ADC的方式，体积小成本低；采用CAN总线传输，稳定可靠，适合在车上环境使用。

以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，包括：电压采集接口、分压电路、模拟开关、模数转换芯片ADC、微处理器、电源模块、电源接口、CAN收发器以及通讯接口，其特征在于：

若干组所述分压电路的电压从所述电压采集接口输入，每组分压电路采用10K电阻和2K电阻分压；所述微处理器能够控制所述模拟开关在若干所述分压电路的对应通道内轮流循环切换；

所述模数转换芯片ADC用于将电压转化为数字信号，并且能够通过SPI通讯发送给微处理器；所述微处理器用于将ADC数字信号值换算为电压值，所述通讯接口与CAN总线连接，所述微处理器能够通过所述CAN总线以及所述通讯接口将分压电路的对应通道号以及电压值发出。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，其特征在于：由48组分压电路构成48通道分压电路。

3.根据权利要求2所述的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，其特征在于：采用3组16选1模拟开关。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，其特征在于：电压采集接口采用DB50连接器，与待测车辆线路连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，其特征在于：所述DB50连接器的PIN1～PIN48为电压输入，PIN49～PIN50为参考地。

6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，其特征在于：采用SPI接口的ADC芯片。

7.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车载多通道电压采集卡，其特征在于：所述电源模块内部包含稳压电路，能够分别给模拟开关、模数转换芯片ADC、微处理器以及CAN收发器输出稳定的工作电压。

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