Usb與八路can轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，包括電源模塊和沿?cái)?shù)據(jù)傳輸方向依次連接設(shè)置的USB通信模塊、控制模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及CAN通信模塊；所述USB通信模塊由USB接口和控制模塊內(nèi)部的USB控制器與收發(fā)器組成；所述CAN通信模塊由八路CAN控制器、八路CAN收發(fā)器和八路CAN總線接口組成；所述接口轉(zhuǎn)換模塊由CPLD邏輯轉(zhuǎn)換模塊和三態(tài)總線收發(fā)器組成；所述電源模塊輸出的+3.3V電源端與控制模塊和接口轉(zhuǎn)換模塊的電源輸入端口連接，所述電源模塊輸出端的+5.0?V電源端與八路CAN控制器和八路CAN收發(fā)器的電源輸入端口連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)PC機(jī)通過USB總線與八路的CAN通道中任意一路或幾路CAN通道進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)交換。
【專利說明】USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種USB總線與CAN總線轉(zhuǎn)換技術(shù)，具體涉及一種一路的USB接口可與最多八路的CAN通道進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)交換的轉(zhuǎn)換器。

【背景技術(shù)】
[0002]如今，USB總線已經(jīng)成為PC機(jī)的通用接口標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊，而且成為了所有PC機(jī)外部設(shè)備如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、掃描儀和游戲手柄等與PC相連的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之一，迅速占領(lǐng)了計(jì)算機(jī)中低速外部設(shè)備的市場。同樣，CAN總線也已經(jīng)成為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、過程控制、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線。但是這兩種網(wǎng)絡(luò)的總線結(jié)構(gòu)，通信協(xié)議及傳輸特點(diǎn)各不相同，給不同設(shè)備之間的連接帶來很多麻煩，因而急需一個(gè)這兩種總線之間的轉(zhuǎn)換裝置。目前市場上廣泛存在的是一路USB轉(zhuǎn)兩路CAN轉(zhuǎn)換器，并不存在一路USB轉(zhuǎn)八路CAN轉(zhuǎn)換器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)崿F(xiàn)PC機(jī)通過USB總線與八路CAN通道中任意一路或幾路CAN通道進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)交換。
[0004]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，包括電源模塊和沿?cái)?shù)據(jù)傳輸方向依次連接設(shè)置的USB通信模塊、控制模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及CAN通信模塊；
[0005]所述USB通信模塊由USB接口和控制模塊內(nèi)部的USB控制器與收發(fā)器組成；
[0006]所述CAN通信模塊由八路CAN控制器、八路CAN收發(fā)器和八路CAN總線接口組成；
[0007]所述接口轉(zhuǎn)換模塊由CPLD邏輯轉(zhuǎn)換模塊和三態(tài)總線收發(fā)器組成；
[0008]所述電源模塊輸出的+3.3V電源端與控制模塊和接口轉(zhuǎn)換模塊的電源輸入端口連接，所述電源模塊輸出端的+5.0 V電源端與八路CAN控制器和八路CAN收發(fā)器的電源輸入端口連接。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述八路CAN控制器包括八個(gè)SJA1000芯片。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述八路CAN收發(fā)器包括TJA1050芯片。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述控制模塊包括微控制器模塊,所述微控制器模塊由微處理器 S3C2440、SDRAM 和 NandFlash 組成。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述接口轉(zhuǎn)換模塊主要完成的功能為:通過對微處理器的地址線進(jìn)行譯碼，進(jìn)行多通道CAN的擴(kuò)展；完成微處理器的地址數(shù)據(jù)非復(fù)用總線到CAN控制器的地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線的雙向轉(zhuǎn)換；進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將微處理器3.3V的邏輯電平與CAN控制器5V邏輯電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0013]上述技術(shù)方案的工作原理為:當(dāng)用戶在PC機(jī)上選擇要讀寫的一路或多路CAN通道后，PC機(jī)通過USB總線將含有CAN的通道信息的USB數(shù)據(jù)包傳送到USB通信模塊，接著USB通信模塊將此USB數(shù)據(jù)包解壓后得到的通道信息發(fā)送到控制模塊，然后控制模塊將此通道信息傳送到接口轉(zhuǎn)換模塊，接口轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)通道信息的內(nèi)容選定要讀寫的CAN通信模塊，最后CAN通信模塊打開相應(yīng)的CAN總線。用戶就可以對相應(yīng)的CAN通道發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)了接口轉(zhuǎn)換模塊對八路CAN通道的選擇和數(shù)據(jù)的讀寫。同時(shí)，PC機(jī)能實(shí)時(shí)的檢測八路CAN通道中的某一路或幾路要向PC機(jī)傳送數(shù)據(jù)。
[0014]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實(shí)用新型采用接口轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行八路CAN通道的片選和數(shù)據(jù)的讀寫，能夠克服現(xiàn)有的USB-CAN轉(zhuǎn)換器提供的CAN通道較少的不足，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)通過USB總線與八路的CAN通道中任意一路或幾路CAN通道進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)交換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是實(shí)施例一中本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是實(shí)施例一中本實(shí)用新型的接口轉(zhuǎn)換模塊的硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖3是實(shí)施例一中本實(shí)用新型的CAN通道接口橫剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0020]實(shí)施例一:參見圖1所示，一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，包括電源模塊和沿?cái)?shù)據(jù)傳輸方向依次連接設(shè)置的USB通信模塊、控制模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及CAN通信模塊；所述USB通信模塊由USB接口和控制模塊內(nèi)部的USB控制器與收發(fā)器組成；所述CAN通信模塊由八路CAN控制器、八路CAN收發(fā)器和八路CAN總線接口組成，所述八路CAN控制器由八個(gè)Philips公司生產(chǎn)的芯片SJA1000及其外圍電路組成，所述八路CAN收發(fā)器由Philips公司生產(chǎn)的芯片TJA1050及其外圍電路組成；所述控制模塊包括微控制器模塊，所述微控制器模塊由微處理器S3C2440、SDRAM和NandFlash組成；所述接口轉(zhuǎn)換模塊由CPLD邏輯轉(zhuǎn)換模塊和三態(tài)總線收發(fā)器組成。
[0021]所述電源模塊由外部8V?12V之間的電源供電，通過穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)換為+3.3V和+5.0V兩種電壓，所述+3.3V電壓供給微控制器模塊和接口轉(zhuǎn)換模塊，所述+5.0V電壓供給八路CAN控制器和八路CAN收發(fā)器。
[0022]所述接口轉(zhuǎn)換模塊主要完成微處理器的地址數(shù)據(jù)非復(fù)用總線到CAN控制器的地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線的雙向轉(zhuǎn)換。所述的雙向轉(zhuǎn)換的主要是把每個(gè)CAN控制器的寄存器映射到微處理器內(nèi)存地址空間的某個(gè)地址處，通過內(nèi)存訪問指令，訪問CAN控制器的內(nèi)部寄存器。
[0023]所述USB接口用于將PC機(jī)與本實(shí)用新型連接。
[0024]所述八路CAN總線接口用于將外部CAN設(shè)備連接到本實(shí)用新型。
[0025]參見圖2所示，微處理器通過內(nèi)存訪問指令訪問CAN控制器的內(nèi)部寄存器。微處理器訪問內(nèi)存時(shí)的讀使能信號線RE，寫使能信號線WE，片選信號線nGCS2，地址線A[O…5]要經(jīng)過CPLD邏輯轉(zhuǎn)換模塊后才能與CAN控制器的地址鎖存信號線ALE，片選信號線CS [(l...7]，讀信號線RD，寫信號線WR相連，微處理器訪問內(nèi)存時(shí)的數(shù)據(jù)線D [O…7]要經(jīng)過三態(tài)數(shù)據(jù)收發(fā)器后才能與CAN控制器數(shù)據(jù)地址總線相連。微處理器通過兩次讀寫操作完成CAN控制器的一次讀寫，由微處理器的低6位地址線A0-A5來控制選擇CAN控制器的讀寫控制信號RD和WR及八路CAN的片選信號CS。使用奇數(shù)地址選擇端口，用偶數(shù)地址傳送數(shù)據(jù)。以SJA1000的一個(gè)讀寫周期為例，首先由微處理器輸出操作地址，所述的操作地址經(jīng)過三態(tài)數(shù)據(jù)收發(fā)器到達(dá)CAN控制器的AD[0…7]總線上，同時(shí)ALE鎖存信號有效，并在下降沿時(shí)將操作地址寫入CAN控制器內(nèi)；之后微處理器發(fā)出讀寫信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述的數(shù)據(jù)經(jīng)過三態(tài)數(shù)據(jù)收發(fā)器到達(dá)CAN控制器的AD [(l...7]總線上，并在ALE下降沿時(shí)將數(shù)據(jù)寫入CAN控制器內(nèi)。
[0026]參見圖3所示，用戶首先將USB接口通過USB總線連接到PC機(jī)，然后將一路或幾路CAN設(shè)備連接到CAN總線接口上，其中CAN設(shè)備上的CANH連接到本發(fā)明對應(yīng)的CANHn(n為I到8中的一個(gè))上，CAN設(shè)備上的CANL連接到本發(fā)明對應(yīng)的CANLn (η為I到8中的一個(gè))上，最后將電源模塊連接到外部8?12V之間的外部電源。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與CAN設(shè)備通過本實(shí)用新型進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0027]當(dāng)用戶要向某一個(gè)或幾個(gè)(最多八個(gè))CAN設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，PC機(jī)首先要選定CAN設(shè)備，其過程為:PC機(jī)通過USB總線將包含CAN的通道信息的USB數(shù)據(jù)包發(fā)送到USB接口，微處理器從USB接口讀取USB數(shù)據(jù)包，并將USB數(shù)據(jù)包解壓后提取CAN的通道信息，接著微處理器將所述的CAN通道信息發(fā)送到接口轉(zhuǎn)換模塊，接口轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)通道信息的內(nèi)容選定要讀寫的CAN控制器。接著，PC機(jī)就可以對指定的CAN設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，其過程為:PC機(jī)將USB數(shù)據(jù)包發(fā)送到USB接口，接著微處理器從USB接口讀取所述的USB數(shù)據(jù)包，并將USB數(shù)據(jù)包解壓后提取要寫入到CAN設(shè)備的數(shù)據(jù)，接著微處理器將所述的數(shù)據(jù)發(fā)送到接口轉(zhuǎn)換模塊，接口轉(zhuǎn)換模塊將所述的數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN控制器，CAN控制器將所述的數(shù)據(jù)打包成CAN數(shù)據(jù)包發(fā)送到CAN收發(fā)器，CAN收發(fā)器將數(shù)據(jù)包處理后發(fā)送到CAN設(shè)備。
[0028]當(dāng)某一路CAN設(shè)備要向PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，所述的某一路CAN設(shè)備將CAN數(shù)據(jù)包發(fā)送到對應(yīng)的CAN收發(fā)器；接著CAN收發(fā)器將所述的CAN數(shù)據(jù)包發(fā)送到CAN控制器；CAN控制器收到數(shù)據(jù)包后發(fā)送一個(gè)中斷信息到接口轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)CAN控制器將所述的CAN數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓得到CAN數(shù)據(jù)；接口轉(zhuǎn)換模塊收到所述的中斷信息后一方面將發(fā)送一個(gè)通道信息到微處理器，另一方面接口轉(zhuǎn)換模塊從相應(yīng)的CAN控制器中讀取所述的CAN數(shù)據(jù)；微處理器收到所述的通道信息后將所述的通道信息打包成USB數(shù)據(jù)包發(fā)送到USB接口，并讀取接口轉(zhuǎn)換模塊中的CAN數(shù)據(jù)；最后，微處理器將所述的CAN數(shù)據(jù)打包成USB數(shù)據(jù)包發(fā)送到USB接□。
【權(quán)利要求】
1.一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，其特征在于:包括電源模塊和沿?cái)?shù)據(jù)傳輸方向依次連接設(shè)置的USB通信模塊、控制模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及CAN通信模塊； 所述USB通信模塊由USB接口和控制模塊內(nèi)部的USB控制器與收發(fā)器組成； 所述CAN通信模塊由八路CAN控制器、八路CAN收發(fā)器和八路CAN總線接口組成； 所述接口轉(zhuǎn)換模塊由CPLD邏輯轉(zhuǎn)換模塊和三態(tài)總線收發(fā)器組成； 所述電源模塊輸出的+3.3V電源端與控制模塊和接口轉(zhuǎn)換模塊的電源輸入端口連接，所述電源模塊輸出端的+5.0V電源端與八路CAN控制器和八路CAN收發(fā)器的電源輸入端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述八路CAN控制器包括八個(gè)SJA1000芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述八路CAN收發(fā)器包括TJA1050芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種USB與八路CAN轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述控制模塊包括微控制器模塊，所述微控制器模塊由微處理器S3C2440、SDRAM和NandFlash組成。
【文檔編號】G06F13/38GK203930816SQ201420338819
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】曲波, 范道威, 張同祥 申請人:蘇州大學(xué)