CN219875775U - 总线耦合器及主机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种总线耦合器及主机，该总线耦合器包括：网口，用于与PN总线连接而接收所述PN总线输出的电信号；PN协议栈芯片，与所述网口电连接，用于将所述网口输出的所述电信号转换为第一信号，其中，所述第一信号符合PN通信协议；CAN协议栈芯片，与所述PN协议栈芯片电连接，用于将所述PN协议栈芯片输出的所述第一信号转换为第二信号，其中，所述第二信号符合CAN通信协议。本申请的总线耦合器能够实现PN总线与CAN总线之间的通信。

Description

总线耦合器及主机

技术领域

本申请涉及工业自动化领域，特别涉及一种总线耦合器及主机。

背景技术

PN总线上的PN设备与PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)通信时，每个PN设备需要配备网口、网络变压器和PN的硬件协议栈芯片，硬件成本要求较高。CAN总线上CAN设备只需要配备CAN协议栈芯片，不需要网口和网络变压器，CAN设备通信时硬件成本低。

本申请提供了一种总线耦合器，可以降低PN总线上PN设备的数量，从而降低成本。

实用新型内容

本申请提供一种总线耦合器及主机，能够实现PN总线与CAN总线之间的通信，降低PN总线上PN设备的数量，从而降低成本。

本申请实施例第一方面提供一种总线耦合器，所述总线耦合器包括：网口，用于与PN总线104连接而接收所述PN总线104输出的电信号；PN协议栈芯片，与所述网口电连接，用于将所述网口输出的所述电信号转换为第一信号，其中，所述第一信号符合PN通信协议；CAN协议栈芯片，与所述PN协议栈芯片电连接，用于将所述PN协议栈芯片输出的所述第一信号转换为第二信号，其中，所述第二信号符合CAN通信协议。

其中，所述第一信号包括数据电信号以及地址电信号；所述总线耦合器进一步包括：控制器，电连接所述PN协议栈芯片与所述CAN协议栈芯片，其中，所述控制器通过第一走线与所述PN协议栈芯片电连接；锁存器，电连接所述PN协议栈芯片与所述控制器，其中，所述锁存器通过第二走线与所述PN协议栈芯片电连接，以及通过第三走线与所述控制器电连接，同时所述锁存器与所述第一走线电连接而实现与控制器的电连接；其中，所述PN协议栈芯片通过所述第一走线将所述地址电信号发送给所述控制器，以及通过所述第二走线将所述数据电信号发送给所述锁存器进行锁存，且所述控制器在接收到所述地址电信号后通过所述第三走线向所述锁存器发送触发信号，以使得所述锁存器在接收到所述触发信号后，将锁存的所述数据电信号通过所述第一走线发送给所述控制器。

其中，所述总线耦合器进一步包括：整形器，设置在所述第三走线上，用于将所述控制器输出的所述触发信号进行整形后发送给所述锁存器。

其中，所述整形器包括反相器、缓冲器中的至少一个。

其中，所述CAN协议栈芯片集成在所述控制器上。

其中，所述网口集成有网络变压器。

其中，所述总线耦合器进一步包括：CANTX信号线，用于电连接所述CAN协议栈芯片与外部CAN设备，用于将所述CAN协议栈芯片输出的所述第二信号发送给所述外部CAN设备；CANRX信号线，用于电连接所述CAN协议栈芯片与所述外部CAN设备，用于将所述外部CAN设备发出的第三信号发送给所述CAN协议栈芯片。

其中，总线耦合器进一步包括：CAN收发器，将并联的所述CANTX信号线、所述CANRX信号线与所述外部CAN设备电连接。

其中，所述第一信号包括数据电信号以及地址电信号；所述总线耦合器进一步包括：控制器，电连接所述PN协议栈芯片与所述CAN协议栈芯片，其中，所述控制器通过并联的所述第一走线、所述第二走线与所述PN协议栈芯片电连接，所述PN协议栈芯片通过所述第一走线向所述控制器发送所述数据电信号，以及通过所述第二走线向所述控制器发送所述地址电信号。

本申请实施例第二方面提供一种主机，包括如上述任一项所述的总线耦合器。

本申请的有益效果是：本申请的总线耦合器包括网口、PN协议栈芯片和CAN协议栈芯片，PN协议栈芯片将接收的PN总线上的电信号进行解析为第一信号，第一信号为符合PN通信协议的信号，CAN协议栈芯片能够将接收的第一信号转换为第二信号，第二信号符合CAN通信协议的信号，网口与PN总线连接，CAN协议栈芯片与CAN总线连接。通过上述结构可以实现PN总线与CAN总线之间的通信。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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为本申请总线耦合器一实施方式的结构示意图；

图2为本申请总线耦合器另一实施方式的结构示意图；

图3为本申请主机一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

参阅图1，总线耦合器100包括网口101、PN协议栈芯片102和CAN协议栈芯片103，网口101用于与PN总线104连接而接收PN总线104输出的电信号；PN协议栈芯片102与网口101电连接，用于将网口101输出的电信号转换为第一信号，其中，第一信号符合PN通信协议；CAN协议栈芯片103与PN协议栈芯片102电连接，用于将PN协议栈芯片102输出的第一信号转换为第二信号，其中，第二信号符合CAN通信协议。

具体地，PN总线104、CAN总线111本身不属于总线耦合器100，而是总线耦合器100所要连接的对象，为便于说明，本申请在图1中对PN总线104、CAN总线111进行编号。网口101即为接口，起到连接PN总线104与PN协议栈芯片102的作用，网口101与PN协议栈芯片102可以设置多条信号线。PN协议栈芯片102也称为PN控制器，是能够将接收的PN总线104上的电信号进行解析为第一信号，第一信号为符合PN通信协议的信号。CAN协议栈芯片103也称为CAN控制器，能够将接收的第一信号转换为第二信号，第二信号符合CAN通信协议的信号。

其中，CAN协议栈芯片103与CAN总线111电连接，CAN总线111可以挂载多个CAN设备。CAN协议栈芯片103可以与CAN设备进行通信。通过CAN协议栈芯片103将第一信号转换为第二信号，实现了PN总线104和CAN总线111之间的通讯。

通过上述内容可以看出，本申请的总线耦合器100包括网口101、PN协议栈芯片102和CAN协议栈芯片103，PN协议栈芯片102将接收的PN总线104上的电信号进行解析为第一信号，第一信号为符合PN通信协议的信号，CAN协议栈芯片103能够将接收的第一信号转换为第二信号，第二信号符合CAN通信协议的信号，网口101与PN总线104连接，CAN协议栈芯片103与CAN总线111连接。通过上述结构实现了PN总线104与CAN总线111之间的通信。原本需要与PN总线104连接的PN设备可以换成连接在CAN总线111上的CAN设备，PN总线104上的电信号可以与CAN总线111上的CAN设备通信，从而降低PN设备的数量，降低成本。

在一实施例中，第一信号包括数据电信号以及地址电信号。总线耦合器100进一步包括控制器105和锁存器109，控制器105电连接PN协议栈芯片102与CAN协议栈芯片103，其中，控制器105通过第一走线106与PN协议栈芯片102电连接；锁存器109电连接PN协议栈芯片102与控制器105，其中，锁存器109通过第二走线107与PN协议栈芯片102电连接，以及通过第三走线108与控制器105电连接，同时锁存器109与第一走线106电连接而实现与控制器105的电连接。

其中，PN协议栈芯片102通过第一走线106将地址电信号发送给控制器105，以及通过第二走线107将数据电信号发送给锁存器109进行锁存，也就是说，PN协议栈芯片102通过并行的方式将地址电信号发送给控制器105，将数据电信号发送给锁存器109，且控制器105在接收到地址电信号后通过第三走线108向锁存器109发送触发信号，以使得锁存器109在接收到触发信号后，将锁存的数据电信号通过第一走线106发送给控制器105。

可以理解的是，通过上述设置可以减少PN协议栈芯片102与控制器105之间的连接信号线，可以使得PN协议栈芯片102与控制器105之间只需要通过一条连接信号线(即第一走线106)电连接。

其中，PN协议栈芯片102将通过第一走线106传输地址电信号给控制器105，锁存器109通过第一走线106传输数据电信号给控制器105，此时传输地址电信号和数据电信号都经过第一走线106上的传输口1061，使得第一走线106只需要一个控制器105上的接口，就能实现第一走线106和控制器105之间的通信。

其中，控制器105可以是例如ARM芯片，DSP芯片，本申请对此不做限制。控制器105具有接收地址电信号并发送触发信号、将接收的地址电信号和数据电信号发送给CAN协议栈芯片103的功能。通过增加了锁存器109，将数据电信号锁存，不会影响PN协议栈芯片102给控制器105发地址电信号。

在一实施例中，总线耦合器100进一步包括整形器110，整形器110设置在第三走线108上，用于将控制器105输出的触发信号进行整形后发送给锁存器109。

具体地，整形器110可以使控制器105输出的触发信号整形，当控制器105发出的触发信号幅值较小，整形器110可以起到放大信号的作用。在其他实施例中，在第三走线108上可以不设置整形器110。

在一实施例中，整形器110包括反相器、缓冲器中的至少一个。

具体地，整形器110可以就是反相器，或者整形器110可以就是缓冲器，或者，整形器110同时包括反相器以及缓冲器，在此不做限制。其中反相器、缓冲器可以使控制器105输出的触发信号波形对称，当控制器105发出的触发信号幅值较小，反相器、缓冲器可以起到放大信号的作用。反相器除此之外还具有将输入的触发信号的相位反转180度，具有增强触发信号抗干扰的能力。

在一实施例中，CAN协议栈芯片103集成在控制器105上。

具体地，CAN协议栈芯片103集成在控制器105上可以使总线耦合器100的结构紧凑，提升空间利用率。在其他实施例中，CAN协议栈芯片103也可以不集成在控制器105上，控制器105、CAN协议栈芯片103和CAN总线111依次电连接，本申请对此不做限制。

在一实施例中，网口101集成有网络变压器1011，网络变压器1011可以增加PN总线104的上电信号的传输能力，减少PN协议栈芯片102接收PN总线104的上电信号的干扰。网络变压器1011集成在网口101上，PN总线104上电信号还是先传输给网口101，网口101将电信号传输给网络变压器1011，网络变压器1011经过对电信号处理后传输给PN协议栈芯片102，网络变压器1011集成在网口101可以使总线耦合器100的结构紧凑。

在其他实施例中，网口101、网络变压器1011和PN协议栈芯片102依次电连接，本申请对此不做限定。

在一实施例中，总线耦合器100进一步包括CANTX信号线112和CANRX信号线113_，CANTX信号线112用于电连接CAN协议栈芯片103与外部CAN设备，用于将CAN协议栈芯片103输出的第二信号发送给外部CAN设备；CANRX信号线113用于电连接CAN协议栈芯片103与外部CAN设备，用于将外部CAN设备发出的第三信号发送给CAN协议栈芯片103。

具体地，CANTX信号线112用于CAN协议栈芯片103上第二信号的发出，CANRX信号线113用于外部CAN设备发送的第三信号输入给CAN协议栈芯片103。CANTX信号线112和CANRX信号线113实现了CAN协议栈芯片103和外部CAN设备的互相通信。

其中，CANTX信号线112和CANRX信号线113的组合的数量根据CAN总线111的数量，图1示出了2组CANTX信号线112和CANRX信号线113，对应的是2条CAN总线111，也就是说，一组CANTX信号线112和CANRX信号线和一条CAN总线111连接，另一组CANTX信号线112和CANRX信号线和另一条CAN总线111连接。

在一实施例中，总线耦合器100进一步包括CAN收发器114，CAN收发器114将并联的CANTX信号线112、CANRX信号线113与外部CAN设备电连接。

具体地，CAN收发器114用于解析CAN总线111上的电压变化得到第三信号，通过CANRX信号线113将解析出的第三信号发送给CAN协议栈芯片103，CAN协议栈芯片103通过CANTX信号线112将第二信号发送给CAN收发器114，CAN收发器114再传输给CAN总线111。CAN收发器114有利于CAN协议栈芯片103和CAN总线111的互相通信。

其中，CAN收发器114的数量是对应CAN总线111的数量，图1示出了2个CAN收发器114，对应的是2条CAN总线111。

参阅图2，与图1实施方式不同的是，此时控制器205通过并联的第一走线206、第二走线207与PN协议栈芯片202电连接，PN协议栈芯片202通过第一走线206向控制器205发送数据电信号，以及通过第二走线207向控制器205发送地址电信号。

具体地，在控制器205上接口够用的情况下，可以直接将PN协议栈芯片202与控制器205通过第一走线206、第二走线207电连接，第一走线206将PN协议栈芯片202的地址电信号发送给控制器205，第二走线207将PN协议栈芯片202的数据电信号发送给控制器205，传输地址电信号和数据电信号是同时进行的。

参阅图3，在一实施例中，主机200包括如上述任一项实施方式中的总线耦合器100。

具体地，主机200可以是例如PLC或者DSP，PN总线104上的PN设备会与主机200通信，主机200包含了总线耦合器100，PN总线104与CAN总线111之间通过主机200实现通信，从而可以使得原本需要与PN总线104连接的PN设备可以换成CAN设备，PN总线104的电信号可以与CAN总线111上的CAN设备通信，从而降低主机200里PN设备的数量，降低成本。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种总线耦合器，其特征在于，包括：

网口，用于与PN总线连接而接收所述PN总线输出的电信号；

PN协议栈芯片，与所述网口电连接，用于将所述网口输出的所述电信号转换为第一信号，其中，所述第一信号符合PN通信协议；

CAN协议栈芯片，与所述PN协议栈芯片电连接，用于将所述PN协议栈芯片输出的所述第一信号转换为第二信号，其中，所述第二信号符合CAN通信协议。

2.根据权利要求1所述的总线耦合器，其特征在于，所述第一信号包括数据电信号以及地址电信号；所述总线耦合器进一步包括：

控制器，电连接所述PN协议栈芯片与所述CAN协议栈芯片，其中，所述控制器通过第一走线与所述PN协议栈芯片电连接；

锁存器，电连接所述PN协议栈芯片与所述控制器，其中，所述锁存器通过第二走线与所述PN协议栈芯片电连接，以及通过第三走线与所述控制器电连接，同时所述锁存器与所述第一走线电连接而实现与控制器的电连接；

其中，所述PN协议栈芯片通过所述第一走线将所述地址电信号发送给所述控制器，以及通过所述第二走线将所述数据电信号发送给所述锁存器进行锁存，且所述控制器在接收到所述地址电信号后通过所述第三走线向所述锁存器发送触发信号，以使得所述锁存器在接收到所述触发信号后，将锁存的所述数据电信号通过所述第一走线发送给所述控制器。

3.根据权利要求2所述的总线耦合器，其特征在于，所述总线耦合器进一步包括：

整形器，设置在所述第三走线上，用于将所述控制器输出的所述触发信号进行整形后发送给所述锁存器。

4.根据权利要求3所述的总线耦合器，其特征在于，所述整形器包括反相器、缓冲器中的至少一个。

5.根据权利要求2所述的总线耦合器，其特征在于，

所述CAN协议栈芯片集成在所述控制器上。

6.根据权利要求1所述的总线耦合器，其特征在于，

所述网口集成有网络变压器。

7.根据权利要求1所述的总线耦合器，其特征在于，所述总线耦合器进一步包括：

CANTX信号线，用于电连接所述CAN协议栈芯片与外部CAN设备，用于将所述CAN协议栈芯片输出的所述第二信号发送给所述外部CAN设备；

CANRX信号线，用于电连接所述CAN协议栈芯片与所述外部CAN设备，用于将所述外部CAN设备发出的第三信号发送给所述CAN协议栈芯片。

8.根据权利要求7所述的总线耦合器，其特征在于，进一步包括：

CAN收发器，将并联的所述CANTX信号线、所述CANRX信号线与所述外部CAN设备电连接。

9.根据权利要求1所述的总线耦合器，其特征在于，所述第一信号包括数据电信号以及地址电信号；所述总线耦合器进一步包括：

控制器，电连接所述PN协议栈芯片与所述CAN协议栈芯片，其中，所述控制器通过并联的第一走线、第二走线与所述PN协议栈芯片电连接，所述PN协议栈芯片通过所述第一走线向所述控制器发送所述数据电信号，以及通过所述第二走线向所述控制器发送所述地址电信号。

10.一种主机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的总线耦合器。