專利名稱：多can通道接口擴(kuò)展電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種CAN接口通信電路，具體的說，涉及了一種多CAN通道接口擴(kuò)展電路。
背景技術(shù)：
目前，鐵路上使用的微機(jī)聯(lián)鎖和微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，大多使用CAN通信接口以實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備之間的通信連接，但是，CAN接口最大節(jié)點(diǎn)數(shù)目只有110路，在一些使用CAN通信設(shè)備比較多的車站，節(jié)點(diǎn)數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止110個；目前主要使用2路CAN接口的擴(kuò)展卡，對于設(shè)備規(guī)模比較大的場合，就需要采用多個CAN擴(kuò)展卡來實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接；另外，CAN通信的距離有限，對于系統(tǒng)集成造成極大的不便，并且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多個控制平臺對設(shè)
備狀態(tài)的查詢、訪問。為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種改變CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、延長網(wǎng)絡(luò)通訊距離、增加節(jié)點(diǎn)數(shù)目、組網(wǎng)方便快捷的多CAN通道接口擴(kuò)展電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種多CAN通道接口擴(kuò)展電路，它包括主控CPU、擴(kuò)展控制電路和多個由CAN控制器、CAN隔離收發(fā)器、CAN通道接口依次連接構(gòu)成的CAN通道擴(kuò)展接口 ；其中，所述主控CPU連接所述擴(kuò)展控制電路以完成多CAN通道接口的選擇、多CAN通道接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)；所述擴(kuò)展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴(kuò)展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅(qū)動能力加強(qiáng)?；谏鲜?，所述擴(kuò)展控制電路包括相連接的總線驅(qū)動芯片和CPLD?；谏鲜觯鲋骺谻PU采用型號為MPC8247的處理器，所述CAN控制器采用型號為INTEL82527的芯片，所述CAN隔離收發(fā)器采用型號為CTM8251的芯片。基于上述，所述CPLD采用型號為EPM7128STI100的芯片，所述總線驅(qū)動芯片采用型號為74LVC164245的芯片。本實(shí)用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)10路CAN接口的擴(kuò)展，并實(shí)現(xiàn)2路以太網(wǎng)接口和10路CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換以及協(xié)議轉(zhuǎn)換，可以連接上千個CAN設(shè)備，且能實(shí)現(xiàn)一個以太網(wǎng)接口和上千個CAN節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)控制；采集這上千種設(shè)備狀態(tài)，便于集中管理這些設(shè)備和分散的主機(jī)系統(tǒng)，可方便的將CAN接口設(shè)備直接連入到局域網(wǎng)和因特網(wǎng)。本實(shí)用新型利用嵌入式CPU現(xiàn)有的以太網(wǎng)接口，并通過嵌入式CPU擴(kuò)展10路CAN接口 ；由于嵌入式CPU的片選和中斷少于10路，需要利用CPLD來實(shí)現(xiàn)多CAN接口擴(kuò)展的片選和中斷信號的擴(kuò)展；10路CAN接口之間實(shí)現(xiàn)物理隔離，并與外部接口之間實(shí)現(xiàn)廣電隔離。本實(shí)用新型通過嵌入式CPU強(qiáng)大的處理能力，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和CAN標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的不同協(xié)議轉(zhuǎn)換以及重新拆包、打包數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)改變CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、延長網(wǎng)絡(luò)通訊距離、增加節(jié)點(diǎn)數(shù)目等功能。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)CAN接口到以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的雙向轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備，變傳統(tǒng)的CAN接口通訊為網(wǎng)絡(luò)通訊，實(shí)現(xiàn)CAN接口設(shè)備的快速聯(lián)網(wǎng)。本實(shí)用新型采用透明傳輸?shù)姆绞剑脩舨挥弥缽?fù)雜的TCP/IP協(xié)議，不用更改程序即可實(shí)現(xiàn)原有CAN接口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接，通過以太網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸、并方便與多種控制平臺通過網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。


圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖I所示，一種多CAN通道接口擴(kuò)展電路，它包括主控CPU、擴(kuò)展控制電路和多個由CAN控制器、CAN隔離收發(fā)器、CAN通道接口依次連接構(gòu)成的CAN通道擴(kuò)展接口 ；其中，所述擴(kuò)展控制電路包括相連接的總線驅(qū)動芯片和CPLD，所述主控CPU連接所述擴(kuò)展控制電路以完成多CAN通道接口的選擇、多CAN通道接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)；所述擴(kuò)展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴(kuò)展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅(qū)動能力加強(qiáng)；所述CAN控制器用于完成數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議的實(shí)現(xiàn)；所述CAN隔離收發(fā)器用于完成CAN通道接口的物理隔離、CAN收發(fā)?；谏鲜?，所述主控CPU采用型號為MPC8247的處理器，所述CAN控制器采用型號為INTEL82527的芯片，所述CAN隔離收發(fā)器采用型號為CTM8251的芯片；所述CPLD采用型號為EPM7128STI100的芯片，所述總線驅(qū)動芯片采用型號為74LVC164245的芯片。本實(shí)用新型可以方便的將多種智能設(shè)備集成于一體，組成一個高可靠性、高效率的系統(tǒng)，不僅可以節(jié)約日常營運(yùn)和維護(hù)成本，為各行各業(yè)正在進(jìn)行的減員增效、無人值守和少人維護(hù)提供了技術(shù)手段的解決方案，實(shí)現(xiàn)自動化系統(tǒng)的網(wǎng)管和設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口的CAN接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)多路CAN接口，以便能連接大量的CAN節(jié)點(diǎn)；利用以太網(wǎng)接口來實(shí)現(xiàn)CAN接口數(shù)據(jù)能方便的傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，組建局域網(wǎng)。本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)在于多路CAN接口的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，在這里采用嵌入式CPU和CPLD來實(shí)現(xiàn)多路CAN接口的擴(kuò)展，CPU選擇飛思卡爾高性能低功耗PowerPC處理器MPC8247，最高 400MHz。在本實(shí)用新型中，CPU自身帶2路以太網(wǎng)接口和5路串口，其中一路串口和一路以太網(wǎng)接口在調(diào)試階段利用來做程序下載調(diào)試用；MPC8247利用RTL8201CP和HR601680來實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口，4路串口需要實(shí)現(xiàn)隔離保護(hù)；而多CAN接口擴(kuò)展電路是我們要考慮的重點(diǎn)，我們現(xiàn)在使用的CPU并無CAN接口，我們需要采用CAN協(xié)議控制器來擴(kuò)展多個CAN接口。目前CAN控制器擴(kuò)展采用如下三種方式I、串行擴(kuò)展，一般采用SPI接口(MCP2515等)來實(shí)現(xiàn)CAN接口擴(kuò)展；2、并行擴(kuò)展，采用I / O總線(SJA1000、INTEL82527等)與CPU通信實(shí)現(xiàn)CAN接口多路擴(kuò)展，采用地址+CPU片選來增加芯片片選數(shù)量；3、采用集成多個can控制器的MCU，其他的還有一種就是，采用接口豐富的帶CAN協(xié)議控制器的CPU芯片來實(shí)現(xiàn)CAN接口的擴(kuò)展。本實(shí)用新型中采用INTEL82527來實(shí)現(xiàn)多路CAN接口的擴(kuò)展，CAN擴(kuò)展需要的片選、中斷、復(fù)位、地址線、數(shù)據(jù)線等的邏輯電路實(shí)現(xiàn)，采用CPLD來實(shí)現(xiàn)?？紤]到通信速率問題，建議選擇并行擴(kuò)展方式進(jìn)行can總線的擴(kuò)展，并且在擴(kuò)展這些can通道時，應(yīng)做到相互之間的電氣隔離。Intel 82527控制器芯片是Intel公司Intel 82526 CAN控制器芯片的替代產(chǎn)品，也是支持CAN規(guī)范2. OB標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展報文格式的第一個CAN控制器芯片。Intel 82527具有一個功能強(qiáng)大的CPU接口，它可以直接接口至不同的CPU，并可以配置為16位分時復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線接口，使其可以更充分的利用16位或32位CPU的強(qiáng)大功能。而MPC8247的外部總線(60X總線)剛好為分時復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線接口。利用MPC8247的8路片選信號和8路中段信號其中的一路通過CPLD實(shí)現(xiàn)10路 CAN控制器芯片INTEL 82527的中斷和片選，具體邏輯在此不再贅述；由于MPC8247外部地址線和數(shù)據(jù)線的驅(qū)動能力有限，無法驅(qū)動10路CAN控制器，需要在CPLD增強(qiáng)總線的驅(qū)動能力。MPC8247可以基于LINUX平臺的軟件開發(fā)移植，在LINUX下，對MPC8247的開發(fā)移植主要包含三種UU-BOOT開發(fā)移植；2、kenel就是內(nèi)核的移植，包含對網(wǎng)口、串口、DOM盤、10、CAN接口的驅(qū)動程序的開發(fā)；3，構(gòu)建文件系統(tǒng)，其實(shí)就是RAMDISK的開發(fā)移植。在以上硬件和軟件都實(shí)現(xiàn)的情況下，就可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型關(guān)于多CAN通道接口的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)CAN接口設(shè)備快速連接局域網(wǎng)或因特網(wǎng)。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種多CAN通道接口擴(kuò)展電路，其特征在于它包括主控CPU、擴(kuò)展控制電路和多個由CAN控制器、CAN隔離收發(fā)器、CAN通道接口依次連接構(gòu)成的CAN通道擴(kuò)展接口 ；其中，所述主控CPU連接所述擴(kuò)展控制電路以完成多CAN通道接口的選擇、多CAN通道接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)；所述擴(kuò)展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴(kuò)展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅(qū)動能力加強(qiáng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多CAN通道接口擴(kuò)展電路，其特征在于所述擴(kuò)展控制電路包括相連接的總線驅(qū)動芯片和CPLD。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多CAN通道接口擴(kuò)展電路，其特征在于所述主控CPU采用型號為MPC8247的處理器，所述CAN控制器采用型號為INTEL82527的芯片，所述CAN隔離收發(fā)器采用型號為CTM8251的芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多CAN通道接口擴(kuò)展電路，其特征在于所述CPLD采用型號為EPM7128STI100的芯片，所述總線驅(qū)動芯片采用型號為74LVC164245的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多CAN通道接口擴(kuò)展電路，它包括主控CPU、擴(kuò)展控制電路和多個由CAN控制器、CAN隔離收發(fā)器、CAN通道接口依次連接構(gòu)成的CAN通道擴(kuò)展接口；其中，所述主控CPU連接所述擴(kuò)展控制電路以完成多CAN通道接口的選擇、多CAN通道接口之間的數(shù)據(jù)收發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)；所述擴(kuò)展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴(kuò)展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅(qū)動能力加強(qiáng)；所述擴(kuò)展控制電路包括相連接的總線驅(qū)動芯片和CPLD。該擴(kuò)展電路具有改變CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、延長網(wǎng)絡(luò)通訊距離、增加節(jié)點(diǎn)數(shù)目、組網(wǎng)方便快捷的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04L12/40GK202602678SQ20122021677
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者徐大貴, 云振東 申請人:河南輝煌科技股份有限公司