CN219740403U - Can节点固件的连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路领域，公开了一种CAN节点固件的连接装置，包括：主控芯片、灯光指示模块、CAN报文收发模块、CAN接口、USB接口，以及扩展接口，其中，灯光指示模块、CAN报文收发模块、USB接口，以及扩展接口分别与主控芯片连接，CAN接口与CAN报文收发模块连接，并且，主控芯片的型号为MM32F0163D4Q。本实用新型使用更方便、效率更高、结构更简单、制造成本更低。

Description

CAN节点固件的连接装置

技术领域

本实用新型涉及电路领域，特别涉及CAN节点固件的连接技术。

背景技术

目前对CAN节点进行固件更新的方法有两种：第一种是不通过CAN总线，而是直接通过节点的固件预留的固件下载接口进行固件更新；第二种方法是通过CAN总线访问节点，使用CAN总线传输节点所需要更新的固件，完成更新节点的固件。

这些方式都存在一些问题，例如：使用不够方便、结构复杂、制造成本较高等等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种CAN节点固件的连接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本申请公开了一种CAN节点固件的连接装置，包括：主控芯片、灯光指示模块、CAN报文收发模块、CAN接口、USB接口，以及扩展接口，其中，灯光指示模块、CAN报文收发模块、USB接口，以及扩展接口分别与主控芯片连接，CAN接口与CAN报文收发模块连接，并且，主控芯片的型号为MM32F0163D4Q。

在一个优选例中，所述灯光指示模块包括：第四电阻、第五电阻、第一LED灯，以及第二LED灯。

在一个优选例中，第四电阻和第五电阻的电阻值是2KΩ。

在一个优选例中，所述第一LED灯和第二LED灯是以下任意一种：红色LED灯、蓝色LED灯、黄色LED等。

在一个优选例中，所述第四电阻的一端连接到第一LED灯的一端，第四电阻的另一端连接到主控芯片的MM32F0163D4Q的PA15引脚，并且，所述第五电阻的一端接地，第五电阻的另一端连接到第二LED等D2的一端，并且，所述第一LED灯的另一端和第二LED灯的另一端连接到LDO输出的3.3V电压。

在一个优选例中，所述CAN报文收发模块包括：CAN收发器芯片U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电容C1、电容C5、插座J1，以及插座J2，其中，所述CAN收发器芯片U1的型号是TJA51，并且，所述第一电阻和第二电阻的电阻值是0Ω，第三电阻的电阻值是1Ω，所述电容C1和电容C5的值均为0nF。

在一个优选例中，所述CAN接口用于将CAN报文收发模块与CAN总线网络进行连接。

在一个优选例中，所述USB接口用于将主控芯片与上位机连接。

本实用新型实施方式与现有技术相比，能够减少外围器件的数量，减小电路板的面积，结构简单，降低了制造成本，并且使用更方便、效率更高，有十分广阔的应用前景。

本实用新型的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本实用新型所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，上述实用新型内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本实用新型的第一实施方式的CAN节点固件的连接装置的结构示意图。

图2是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置中的主控芯片的结构示意图。

图3是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置中的电源芯片的结构示意图。

图4是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置中的USB接口的结构示意图。

图5是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置的扩展插座的结构示意图。

图6是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置中的灯光指示模块的结构示意图。

图7是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置中的CAN报文收发模块的结构示意图。

图8是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置的链式CAN总线示意图。

图9是根据本实用新型的第一实施例的CAN节点固件的连接装置使用时的连接状态示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

10：主控芯片

20：灯光指示模块

30：CAN报文收发模块

40：CAN接口

50：USB接口

60：扩展接口

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

部分概念的说明：

MCU：Microcontroller，微控制器，一种可以运行软件的集成电路芯片，可以在程序控制下，控制电路系统的工作过程及状态。

USB：Universal Serial Bus，通用串行总线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。

CAN：Controller Area Network，控制器局域网络，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络，在汽车业、航空业、工业控制、安全防护等领域中广泛应用。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

第一实施例

参见图1至图9，本实施例的CAN节点固件的连接装置的结构显示在图1中，包括：主控芯片10、灯光指示模块20、CAN报文收发模块30、CAN接口40、USB接口50，以及扩展接口60，其中，灯光指示模块20、CAN报文收发模块30、USB接口50，以及扩展接口60分别与主控芯片10连接，CAN接口40与CAN报文30收发模块连接。

主控芯片10：

如图2和图3所示，主控芯片10，即U2，型号为MM32F0163D4Q。

可选的，所述主控芯片10连接有电源模块，所述电源模块包括:低压差线性稳压器(LDO)、电容C9和电容C10。

具体的，低压差线性稳压器(LDO)，即，U3，型号为XC6206P332MR，电容C9和电容C10可以是1uF。

电容C9的一端和电容C10的一端与LDO的1号引脚共同接地，电容C9的另一端与LDO的3号引脚相连，输入为通过USB接口传入的5V电压；电容C10与LDO的2号引脚相连，作为3.3V电压的输出。

进一步的，所述主控芯片10连接有扩展插座J5和J6，用于提供串口，SWD调试接口，向外提供电源，以及其它用于二次开发使用的扩展接口，还有USB插座，用于与上位机连接，通信，获取电源。

灯光指示模块20：

如图6所示，灯光指示模块20包括：电阻R4、电阻R5、LED灯D1，以及LED灯D2。

可选的，电阻R4和电阻R5的电阻值可以是2KΩ。

可选的，LED灯D1和LED灯D2是红色LED灯，但在其他实施例中，也可以根据需要采用蓝色或黄色等颜色的LED灯。

电阻R4的一端连接到LED灯D1的一端，电阻R4的另一端连接到主控芯片10的U2MM32F0163D4Q的PA15引脚。

电阻R5的一端接地，电阻R5的另一端连接到第二LED等D2的一端。

LED灯D1的另一端和第二LED等D2的另一端连接到LDO输出的3.3V电压。

可选的，LED等D1显示本装置的工作状态，常亮代表探测到CAN总线至少有一个支持固件更新的节点，以0.5Hz的频率慢速闪烁代表正在探测CAN总线上的节点状态，以2Hz的频率快速闪烁代表装置正在向指定的CAN总线节点发送固件，熄灭代表CAN总线上无可执行固件更新操作的节点。

可选的，LED灯D2显示本装置的供电情况，其中，常亮代表供电正常，熄灭则代表装置无供电。

CAN报文收发模块30：

如图7所示，CAN报文收发模块30包括：CAN收发器芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C5、插座J1，以及插座J2。

可选的，CAN收发器芯片U1的型号是TJA1051。

可选的，电阻R1和电阻R2的电阻值是0Ω，电阻R3的电阻值是120Ω。

可选的，电容C1和电容C5的值均为100nF。

CAN报文收发模块30用于将主控芯片10要发送的报文广播到CAN总线中，并将CAN总线上广播的报文发送给主控芯片10，使主控芯片10能够接收和处理CAN总线上的内容。

当CAN报文收发模块30接入到CAN总线网络的两端时，需要在CAN总线两根差分信号线之间并联一个阻值为120Ω的终端电阻，匹配总线阻抗；而CAN报文收发模块30的插座J1可提供此项，当需要并联120Ω电阻时，将插座J1使用跳线帽进行短接。

如图8所示，当CAN总线以链的形式存在时，CAN报文收发模块30需要有两个CAN接口才能接入到CAN总线中，插座J2提供了两路CAN接口，满足接入链形式的CAN总线网络中。

CAN接口40：

CAN接口40用于将CAN报文收发模块30与CAN总线网络进行连接，以实现与其他CAN设备的通信。通过这个接口，CAN报文收发模块30能够在CAN总线网络上接收其他设备广播的报文，并对这些报文进行处理。同时，CAN报文收发模块30还可以将自身要发送的报文通过CAN接口40广播到CAN总线网络上，从而与其他CAN设备进行实时的数据交换。

CAN接口40的设计满足了CAN协议的要求，确保了在物理层上与CAN总线网络的兼容性。它采用了差分信号传输方式，以提高数据传输的可靠性和抗干扰能力。此外，CAN接口40还具备了一定的阻抗匹配功能，以减少信号反射和干扰，保证通信质量。

可选的，CAN接口40可以通过插座、连接器或接线等方式，与CAN总线网络进行物理连接。用户只需将CAN节点固件的连接装置的CAN接口40与CAN总线网络的相关接口连接，就可以实现装置与CAN网络的通信功能。这大大简化了设备安装和调试的过程，提高了用户体验。

可选的，当CAN总线以链的形式存在时(如图8所示)，CAN报文收发模块30需要有两个CAN接口才能接入到CAN总线中，插座J2提供了两路CAN接口，满足接入链形式的CAN总线网络中。

USB接口50：

如图4所示，USB接口50用于将主控芯片10与上位机连接，实现数据传输和电源供应。

具体的，USB接口50能够将上位机发送的数据转换为主控芯片10可识别的数据，并将主控芯片10处理的数据发送至上位机，实现主控芯片10与上位机的数据通信。同时，USB接口50还能够通过连接的USB线路为主控芯片10提供5V的电源。

可选的，USB接口50可以是USB TYPE-C接口，通过USB数据线与上位机连接，型号可以是TYPE-C-31-M-12。

扩展接口60：

如图5所示，扩展接口60用于提供扩展功能，例如：GPIO、ADC、UART、I2C等。扩展接口60可以方便用户根据需要对本装置进行二次开发，实现更丰富的功能。

工作原理：

本实施例的CAN节点固件的连接装置的使用方法如图9所示，CAN节点固件的连接装置通过USB接口与上位机进行通信，通过CAN接口与CAN总线网络通信，接收和向CAN总线网络广播消息，实现与目标节点之间的通信。

主控芯片10通过USB接口接收上位机的指令，以及更新固件所需要的代码片段，并将其转化为节点支持的CAN总线报文格式，通过CAN总线广播给指定的节点。

上述实施方式的优点如下：

本实施方式的CAN节点固件的连接装置能够减少外围器件的数量，减小电路板的面积，结构简单，降低了制造成本，并且使用更方便、效率更高。

需要说明的是，在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

并且，在本专利的权利要求书和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的权利要求书和说明书中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施例，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种CAN节点固件的连接装置，其特征在于，包括：主控芯片、灯光指示模块、CAN报文收发模块、CAN接口、USB接口，以及扩展接口，其中，灯光指示模块、CAN报文收发模块、USB接口，以及扩展接口分别与主控芯片连接，CAN接口与CAN报文收发模块连接，并且，主控芯片的型号为MM32F0163D4Q。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灯光指示模块包括：第四电阻、第五电阻、第一LED灯，以及第二LED灯。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，第四电阻和第五电阻的电阻值是2KΩ。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一LED灯和第二LED灯是以下任意一种：红色LED灯、蓝色LED灯、黄色LED。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第四电阻的一端连接到第一LED灯的一端，第四电阻的另一端连接到主控芯片的MM32F0163D4Q的PA15引脚，并且，所述第五电阻的一端接地，第五电阻的另一端连接到第二LED灯D2的一端，并且，所述第一LED灯的另一端和第二LED灯的另一端连接到LDO输出的3.3V电压。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CAN报文收发模块包括：CAN收发器芯片U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电容C1、电容C5、插座J1，以及插座J2，其中，所述CAN收发器芯片U1的型号是TJA51，并且，所述第一电阻和第二电阻的电阻值是0Ω，第三电阻的电阻值是1Ω，所述电容C1和电容C5的值均为0nF。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CAN接口连接CAN报文收发模块与CAN总线网络。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述USB接口连接主控芯片与上位机。