專利名稱：多can通道接口擴展電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種CAN接口通信電路，具體的說，涉及了一種多CAN通道接口擴展電路。
背景技術：
目前，鐵路上使用的微機聯(lián)鎖和微機監(jiān)測系統(tǒng)，大多使用CAN通信接口以實現(xiàn)各種設備之間的通信連接，但是，CAN接口最大節(jié)點數(shù)目只有110路，在一些使用CAN通信設備比較多的車站，節(jié)點數(shù)目遠遠不止110個；目前主要使用2路CAN接口的擴展卡，對于設備規(guī)模比較大的場合，就需要采用多個CAN擴展卡來實現(xiàn)各種設備之間的網絡連接；另外，CAN通信的距離有限，對于系統(tǒng)集成造成極大的不便，并且不能實現(xiàn)遠程多個控制平臺對設
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解決方案。
實用新型內容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，從而提供一種改變CAN網絡拓撲結構、延長網絡通訊距離、增加節(jié)點數(shù)目、組網方便快捷的多CAN通道接口擴展電路。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是一種多CAN通道接口擴展電路，它包括主控CPU、擴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成的CAN通道擴展接口 ；其中，所述主控CPU連接所述擴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)及轉發(fā)；所述擴展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅動能力加強?；谏鲜觯鰯U展控制電路包括相連接的總線驅動芯片和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?；谏鲜觯鯟PLD采用型號為EPM7128STI100的芯片，所述總線驅動芯片采用型號為74LVC164245的芯片。本實用新型相對現(xiàn)有技術具有實質性特點和進步，具體的說，本實用新型實現(xiàn)10路CAN接口的擴展，并實現(xiàn)2路以太網接口和10路CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換以及協(xié)議轉換，可以連接上千個CAN設備，且能實現(xiàn)一個以太網接口和上千個CAN節(jié)點的網絡控制；采集這上千種設備狀態(tài)，便于集中管理這些設備和分散的主機系統(tǒng)，可方便的將CAN接口設備直接連入到局域網和因特網。本實用新型利用嵌入式CPU現(xiàn)有的以太網接口，并通過嵌入式CPU擴展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來實現(xiàn)多CAN接口擴展的片選和中斷信號的擴展；10路CAN接口之間實現(xiàn)物理隔離，并與外部接口之間實現(xiàn)廣電隔離。本實用新型通過嵌入式CPU強大的處理能力，實現(xiàn)以太網數(shù)據(jù)和CAN標準數(shù)據(jù)之間的不同協(xié)議轉換以及重新拆包、打包數(shù)據(jù)；本實用新型可以實現(xiàn)改變CAN網絡拓撲結構、延長網絡通訊距離、增加節(jié)點數(shù)目等功能。本實用新型實現(xiàn)CAN接口到以太網TCP/IP協(xié)議的雙向轉換傳輸設備，變傳統(tǒng)的CAN接口通訊為網絡通訊，實現(xiàn)CAN接口設備的快速聯(lián)網。本實用新型采用透明傳輸?shù)姆绞剑脩舨挥弥缽碗s的TCP/IP協(xié)議，不用更改程序即可實現(xiàn)原有CAN接口設備的網絡連接，通過以太網可以實現(xiàn)遠程傳輸、并方便與多種控制平臺通過網絡連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
圖I是本實用新型的結構框圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。如圖I所示，一種多CAN通道接口擴展電路，它包括主控CPU、擴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成的CAN通道擴展接口 ；其中，所述擴展控制電路包括相連接的總線驅動芯片和CPLD，所述主控CPU連接所述擴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)及轉發(fā)；所述擴展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅動能力加強；所述CAN控制器用于完成數(shù)據(jù)的標準CAN協(xié)議的實現(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)。基于上述，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，所述總線驅動芯片采用型號為74LVC164245的芯片。本實用新型可以方便的將多種智能設備集成于一體，組成一個高可靠性、高效率的系統(tǒng)，不僅可以節(jié)約日常營運和維護成本，為各行各業(yè)正在進行的減員增效、無人值守和少人維護提供了技術手段的解決方案，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的網管和設備的遠程維護。本實用新型實現(xiàn)以太網接口的CAN接口的數(shù)據(jù)轉換，實現(xiàn)多路CAN接口，以便能連接大量的CAN節(jié)點；利用以太網接口來實現(xiàn)CAN接口數(shù)據(jù)能方便的傳輸?shù)接嬎銠C，組建局域網。本實用新型的關鍵點在于多路CAN接口的擴展實現(xiàn)，在這里采用嵌入式CPU和CPLD來實現(xiàn)多路CAN接口的擴展，CPU選擇飛思卡爾高性能低功耗PowerPC處理器MPC8247，最高 400MHz。在本實用新型中，CPU自身帶2路以太網接口和5路串口，其中一路串口和一路以太網接口在調試階段利用來做程序下載調試用；MPC8247利用RTL8201CP和HR601680來實現(xiàn)以太網接口，4路串口需要實現(xiàn)隔離保護；而多CAN接口擴展電路是我們要考慮的重點，我們現(xiàn)在使用的CPU并無CAN接口，我們需要采用CAN協(xié)議控制器來擴展多個CAN接口。目前CAN控制器擴展采用如下三種方式I、串行擴展，一般采用SPI接口(MCP2515等)來實現(xiàn)CAN接口擴展；2、并行擴展，采用I / O總線(SJA1000、INTEL82527等)與CPU通信實現(xiàn)CAN接口多路擴展，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芯片來實現(xiàn)CAN接口的擴展。本實用新型中采用INTEL82527來實現(xiàn)多路CAN接口的擴展，CAN擴展需要的片選、中斷、復位、地址線、數(shù)據(jù)線等的邏輯電路實現(xiàn)，采用CPLD來實現(xiàn)?？紤]到通信速率問題，建議選擇并行擴展方式進行can總線的擴展，并且在擴展這些can通道時，應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品，也是支持CAN規(guī)范2. OB標準和擴展報文格式的第一個CAN控制器芯片。Intel 82527具有一個功能強大的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的強大功能。而MPC8247的外部總線(60X總線)剛好為分時復用的地址/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)線的驅動能力有限，無法驅動10路CAN控制器，需要在CPLD增強總線的驅動能力。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就是內核的移植，包含對網口、串口、DOM盤、10、CAN接口的驅動程序的開發(fā)；3，構建文件系統(tǒng)，其實就是RAMDISK的開發(fā)移植。在以上硬件和軟件都實現(xiàn)的情況下，就可以實現(xiàn)本實用新型關于多CAN通道接口的擴展，實現(xiàn)CAN接口設備快速連接局域網或因特網。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求1.一種多CAN通道接口擴展電路，其特征在于它包括主控CPU、擴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成的CAN通道擴展接口 ；其中，所述主控CPU連接所述擴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)及轉發(fā)；所述擴展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅動能力加強。
2.根據(jù)權利要求I所述的多CAN通道接口擴展電路，其特征在于所述擴展控制電路包括相連接的總線驅動芯片和CPLD。
3.根據(jù)權利要求2所述的多CAN通道接口擴展電路，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)權利要求3所述的多CAN通道接口擴展電路，其特征在于所述CPLD采用型號為EPM7128STI100的芯片，所述總線驅動芯片采用型號為74LVC164245的芯片。
專利摘要本實用新型提供一種多CAN通道接口擴展電路，它包括主控CPU、擴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成的CAN通道擴展接口；其中，所述主控CPU連接所述擴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)及轉發(fā)；所述擴展控制電路分別連接多個所述CAN通道擴展接口以完成多CAN通道接口的片選、中斷信號的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)及地址線的驅動能力加強；所述擴展控制電路包括相連接的總線驅動芯片和CPLD。該擴展電路具有改變CAN網絡拓撲結構、延長網絡通訊距離、增加節(jié)點數(shù)目、組網方便快捷的優(yōu)點。
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