專利名稱：一種工程機(jī)械車輛總線擴(kuò)展模塊及處理總線數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種工程機(jī)械車輛CAN總線擴(kuò)展模塊及處理總線數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的工程機(jī)械車輛產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種電子控制系統(tǒng)被開發(fā)。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)減少線束的數(shù)量，通過多個(gè)LAN進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信的需要，1986年德國電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN通信協(xié)議。現(xiàn)在CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械等各個(gè)方面。工程機(jī)械車輛，例如運(yùn)梁車是專為鐵路客運(yùn)專線建設(shè)研制的，用來將箱梁從預(yù)制場運(yùn)輸至架梁工位，并與架橋機(jī)配合完成相應(yīng)的架梁作業(yè)，屬于載重量大的行走工程機(jī)械。運(yùn)梁車的駕駛室是駕駛?cè)藛T指揮和操縱整個(gè)設(shè)備作業(yè)的艙室，其功能主要由其內(nèi)部用于控制各種功能的開關(guān)和操縱桿，顯示各種狀態(tài)的指示燈和蜂鳴器構(gòu)成。運(yùn)梁車駕駛室內(nèi)的信號(hào)是由開關(guān)量輸入DI、電壓型模擬量輸入Al和開關(guān)量輸出DO組成。開關(guān)量輸入DI用于指示車輛應(yīng)工作于何種狀態(tài)，模擬量輸入Al用于采集方向盤及腳踏板的位置，開關(guān)量輸出DO用于控制狀態(tài)指示燈或報(bào)警蜂命器的輸出。這些信號(hào)都要通過CAN總線傳入車載主控制器中，由車載主控制器完成對(duì)整車的邏輯與算法控制。目前駕駛室信號(hào)的采集與傳輸都是通過將各個(gè)信號(hào)接入一控制器上，再由該控制器匯總并通過CAN總線和車載控制器通訊的方法。而前述用于采集和傳輸信號(hào)的控制器一般為德國IFM公司型號(hào)為CR0020的控制器，存在以下缺點(diǎn)I.現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器價(jià)格昂貴。2.現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器體積大，接線、走線工作量大。3.現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器的點(diǎn)數(shù)不能滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種工程機(jī)械車輛CAN總線擴(kuò)展模塊及處理總線數(shù)據(jù)的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器價(jià)格昂貴，體積大，接線、走線工作量大，以及點(diǎn)數(shù)不能滿足使用要求的問題。本發(fā)明的工程機(jī)械車輛CAN總線擴(kuò)展模塊，包括單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)分別相連的穩(wěn)壓電源模塊，ID、撥特率設(shè)定電路，DI輸入電路，Al輸入電路，DO輸出電路和CAN總線通訊電路；其中，單片機(jī)控制穩(wěn)壓電源模塊，ID、撥特率設(shè)定電路，DI輸入電路，Al輸入電路，DO輸出電路和CAN總線通訊電路的工作；穩(wěn)壓電源模塊，用于提供穩(wěn)定的電壓；ID、撥特率設(shè)定電路，用于設(shè)定所述擴(kuò)展模塊進(jìn)行CAN總線通訊時(shí)的ID和撥特率；DI輸入電路，用于將開關(guān)量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入；AI輸入電路，用于將模擬量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入；DO輸出電路，用于將單片機(jī)的開關(guān)量輸出信號(hào)輸出；CAN總線通訊電路，用于將經(jīng)單片機(jī)處理后的開關(guān)量輸入信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)上傳到外部的車載主控制器；以及接收外部車載主控制器的控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)處理為開關(guān)量輸出信號(hào)。進(jìn)一步，還包括與所述單片機(jī)相連的串口通訊模塊；串口通訊模塊，用于完成單片機(jī)與外部計(jì)算機(jī)之間的通訊，以及下載和調(diào)試單片機(jī)程序。進(jìn)一步，單片機(jī)的外部復(fù)位引腳用于監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電源電壓低于上電復(fù)位電路的檢測門檻電壓時(shí)，復(fù)位邏輯電路；當(dāng)電源電壓重新大于等于電復(fù)位電路的檢測門檻電壓時(shí)，延遲預(yù)設(shè)數(shù)值的時(shí)鐘后，上電復(fù)位結(jié)束。進(jìn)一步，串口通訊模塊包括第五發(fā)光二極管，第五限流電阻通過第五發(fā)光二極管與單片機(jī)的狀態(tài)引腳相連；外部設(shè)備通過狀態(tài)引腳控制所述單片機(jī)周期性輸出低電平，以控制第五發(fā)光二極管得亮滅?！?br> 進(jìn)一步，外部設(shè)備控制單片機(jī)周期性輸出低電平的邏輯包括在單片機(jī)主程序循環(huán)之外開啟第一定時(shí)器中斷功能，當(dāng)?shù)谝欢〞r(shí)器中斷時(shí)，對(duì)單片機(jī)狀態(tài)引腳的狀態(tài)輸出取反。進(jìn)一步，穩(wěn)壓電源模塊包括電源管理單片集成電路，該電路至少包括第一引腳，第二引腳和第四引腳；電壓經(jīng)由電源管理單片集成電路的第一引腳輸入；降壓后由第二引腳輸出；第四引腳采集第二引腳的輸出電壓值并反饋回電源管理單片集成電路；管理單片集成電路根據(jù)反饋的所述電壓值調(diào)整第二引腳的輸出電壓，使其穩(wěn)定輸出。穩(wěn)壓電源模塊還包括第一電容和第十電容作為儲(chǔ)能兀件，用于穩(wěn)定輸入、輸出的電壓波形；其中，第一電容的正極連接所述電源管理單片集成電路的第一引腳；第十電容的正極通過第一濾波電感連接所述電源管理單片集成電路的第二引腳，以及所述電源管理單片集成電路的第四引腳；第十電容串聯(lián)第一濾波電感和第一肖特基二極管；第一肖特基二極管用于電流續(xù)流，并且與第一濾波電感相互配合，以穩(wěn)定電壓輸出。穩(wěn)壓電源模塊還包括與第十電容串聯(lián)的第一限流電阻和第六發(fā)光二極管，用于指示電源是否工作正常。進(jìn)一步，ID、撥特率設(shè)定電路包括至少3位總線ID撥碼開關(guān)，經(jīng)組合至少可設(shè)置8種總線ID ；以及至少2位總線撥特率撥碼開關(guān)，經(jīng)組合至少可設(shè)置4種總線撥特率。通過所述ID、撥特率設(shè)定電路，設(shè)定CAN總線通訊時(shí)所用ID和撥特率的邏輯包括如下步驟讀取總線ID撥碼開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)總線ID撥碼開關(guān)的組合，確定總線ID ;讀取撥特率撥碼開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)總線撥特率撥碼開關(guān)的組合，確定撥特率；根據(jù)上述確定的總線ID和撥特率初始化CAN總線的總線ID和撥特率。進(jìn)一步，DI輸入電路包括至少2路DI輸入，其中任一路DI輸入包括一 2位接插件和光電耦合信號(hào)隔離器件；所述2位接插件，用于引入車載信號(hào)輸入；光電耦合信號(hào)隔離器件，用于將車載系統(tǒng)信號(hào)與單片機(jī)系統(tǒng)信號(hào)隔離。任一路DI輸入的工作過程包括所述2位接插件有車載信號(hào)輸入時(shí)，光電耦合信號(hào)隔離器件的正極和負(fù)極間的發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，使單片機(jī)為低電平輸入；當(dāng)所述2位接插件沒有車載信號(hào)輸入時(shí)，光電耦合信號(hào)隔離器件的發(fā)射極和集電極不導(dǎo)通，使單片機(jī)為高電平輸入。進(jìn)一步，單片機(jī)內(nèi)置有至少8路10位高速ADC轉(zhuǎn)換器，將其中任一路設(shè)置為ADC轉(zhuǎn)換，以完成所述Al輸入電路將模擬量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入。
進(jìn)一步，DO輸出電路采用控制輸出負(fù)極的方式。DO輸出電路包括單片機(jī)DO引腳串聯(lián)第三電阻后與第一三極管的基極連接，以及串聯(lián)第二十二上拉電阻后與系統(tǒng)電源連接；第一三極管的發(fā)射極與地相連，集電極串聯(lián)第四限流電阻后與DO輸出接插件的第一引腳連接；D0輸出接插件的第一腳的常態(tài)為懸空狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)DO引腳輸出高電平時(shí)，通過上拉第二十二電阻開啟第一三極管的基極，其集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，以控制DO輸出接插件的第一腳輸出低電平。進(jìn)一步，CAN總線通訊電路與車載主控制器之間采用高速光耦完全電氣隔離；光耦兩端電路的電源一并隔離。CAN總線通訊電路包括電源隔離模塊、總線控制器、總線收發(fā)器和高速光耦隔離；其中，高速光耦隔離 將單片機(jī)與總線收發(fā)器的收與發(fā)信號(hào)電氣隔離，以及將光耦兩端電路的電源一并隔離；單片機(jī)的電源通過穩(wěn)壓電源模塊提供，CAN總線通訊電路的電源通過所述電源隔離模塊提供。進(jìn)一步，總線擴(kuò)展模塊對(duì)總線數(shù)據(jù)的監(jiān)測和處理過程包括開啟定時(shí)器O中斷；主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制所述總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，經(jīng)由CAN總線通訊電路傳輸至單片機(jī)，并由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)DO輸出電路輸出；定時(shí)器O中斷程序中，單片機(jī)采集DI輸入電路的DI信號(hào)和Al輸入電路的Al信號(hào)，并將采集的信號(hào)處理成可發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)格式，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長通過CAN總線通訊電路發(fā)送一次。在開啟定時(shí)器O中斷之前，還包括系統(tǒng)初始化；初始化模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能；初始化CAN總線。本發(fā)明的CAN總線擴(kuò)展模塊處理總線數(shù)據(jù)的方法，包括下列步驟開啟定時(shí)器O中斷；主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，由總線擴(kuò)展模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；定時(shí)器O中斷程序中，采集DI信號(hào)和Al信號(hào)，并將采集的信號(hào)處理成可發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)格式，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)送一次。進(jìn)一步,在開啟定時(shí)器O中斷之前,還包括下述步驟系統(tǒng)初始化；初始化模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能；初始化CAN總線。專門針對(duì)工程機(jī)械車輛，尤其是運(yùn)梁車駕駛室的功能和特點(diǎn)而開發(fā)出的運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊，同樣可以完成信號(hào)采集輸出和通過CAN總線與車載主控制器通訊的功能，并且與使用現(xiàn)有控制器相比，簡化了車輛電氣系統(tǒng)、降低了接線和走線工作量、節(jié)省了空間、大大降低了設(shè)備成本。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中的CAN總線擴(kuò)展模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-1為本發(fā)明實(shí)施例中的串口通訊模塊電路圖；圖2-2為本發(fā)明實(shí)施例中的單片機(jī)外部復(fù)位引腳RST部分的電路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的狀態(tài)指示燈工作流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的穩(wěn)壓電源模塊電路圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)定ID和撥特率的邏輯圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)定ID和撥特率的流程圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中DI輸入電路的電路圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中TLP521-4的內(nèi)部電路圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中DO輸出電路的電路圖10-1為本發(fā)明實(shí)施例中總線控制器MCP2515的電路圖；圖10-2為本發(fā)明實(shí)施例中總線收發(fā)器TJA1050的電路圖；圖10-3為本發(fā)明實(shí)施例中一個(gè)6N137的電路圖；圖10-4為本發(fā)明實(shí)施例中另一個(gè)6N137的電路圖；圖10-5為本發(fā)明實(shí)施例中CAN總線通訊電路自帶的電源隔離模塊B0505S的電路圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例中的總體軟件流程圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例中的總體軟件流程細(xì)化圖；
圖13為本發(fā)明實(shí)施例中CAN總線擴(kuò)展模塊處理總線數(shù)據(jù)的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式基于現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)工程機(jī)械車輛，尤其是運(yùn)梁車駕駛室中的元件多以分立元件為主，接線走線工作量大。若要將這些元件的信息引入CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò)Controller Area NetWork)總線上,還需要專門訂購價(jià)格昂貴的控制器用于采集和通訊，增加了設(shè)備成本。如果設(shè)計(jì)一種運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊來采集控制信號(hào)，并通過CAN總線和車載主控制器通訊，將達(dá)到簡化車輛電氣系統(tǒng)、降低接線和走線量、節(jié)省空間、降低成本的目的。發(fā)明人經(jīng)研究還發(fā)現(xiàn)工程機(jī)械車輛，尤其是運(yùn)梁車駕駛室內(nèi)的信號(hào)是由大量的開關(guān)量輸入DI (Digital Input)、少量的電壓型模擬量輸入Al (Analog Input)和少量的開關(guān)量輸出D0(Digital Output)組成。開關(guān)量輸入DI用于指示車輛應(yīng)工作于何種狀態(tài)，模擬量輸入Al用于采集方向盤及腳踏板的位置，開關(guān)量輸出DO用于控制狀態(tài)指示燈或報(bào)警蜂命器的輸出。這些信號(hào)都要通過CAN總線傳入車載主控制器中，由車載主控制器完成對(duì)整車的邏輯與算法控制。目前駕駛室信號(hào)的采集與傳輸都是通過將各個(gè)信號(hào)接入一控制器(一般為德國IFM公司型號(hào)為CR0020的控制器)上，由該控制器匯總并通過CAN總線和車載控制器通訊的方法。而該控制器的價(jià)格昂貴，并且只用控制器做諸如開關(guān)量采集、模擬量采集、開關(guān)量輸出等工作，未免顯得大材小用。因此，發(fā)明人針對(duì)運(yùn)梁車駕駛室的功能和特點(diǎn)而開發(fā)出的運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊，同樣可以完成信號(hào)采集輸出和通過CAN總線與車載主控制器通訊的功能，并且和上述現(xiàn)有控制器相比，運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊的價(jià)格大大降低，節(jié)約了設(shè)備成本。本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊針對(duì)運(yùn)梁車駕駛室信號(hào)特點(diǎn)，即大量開關(guān)量輸入、少量模擬量輸入和少量開關(guān)量輸出，單塊模塊可在車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)展16路開關(guān)量輸入，2路模擬量輸入，I路開關(guān)量輸出，0. 02秒狀態(tài)更新一次，可用撥碼開關(guān)設(shè)置8種CAN總線ID和4種CAN總線波特率。參見圖I所示，運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊的控制部分為單片機(jī)11，具體可采用高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)STC12C5A60S2，它是整個(gè)擴(kuò)展模塊的核心，負(fù)責(zé)控制串口通訊模塊12，穩(wěn)壓電源模塊13，ID、撥特率設(shè)定電路14，DI輸入電路15，Al輸入電路16，DO輸出電路17和CAN總線通訊電路18，以及完成信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理和與車載主控制器CAN總線通訊。進(jìn)一步，穩(wěn)壓電源模塊13，用于提供穩(wěn)定的電壓。ID、撥特率設(shè)定電路14，用于設(shè)定所述擴(kuò)展模塊進(jìn)行CAN總線通訊時(shí)的ID和撥特率。DI輸入電路15，用于將開關(guān)量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入。Al輸入電路16,用于將模擬量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入。DO輸出電路17,用于將單片機(jī)的開關(guān)量輸出信號(hào)輸出。CAN總線通訊電路18，用于將經(jīng)單片機(jī)處理后的開關(guān)量輸入信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)上傳到外部的車載主控制器；以及接收外部車載主控制器的控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)處理為開關(guān)量輸出信號(hào)。串口通訊模塊12，用于完成單片機(jī)與外部計(jì)算機(jī)之間的通訊，以及下載和調(diào)試單片機(jī)程序。串口通訊模塊12是單片機(jī)11與計(jì)算機(jī)通訊的接口，用于下載和調(diào)試單片機(jī)11程序。單片機(jī)11可以是STC12C5A60S2，串口通訊模塊12可以是MAX3232芯片，具體的串口通訊模塊12及一些輔助部分的電路如圖2-1所示。單片機(jī)第一個(gè)串口 UartO (U3的引腳RXD、TXD)與串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232串口輸入(U2的引腳RlOUT、Tl IN)相連，MAX3232串口輸出(U2的引腳R1IN、TI OUT)在四個(gè)O. I μ F的外部小尺寸電荷泵電容(Ε6、Ε7、Ε8、Ε9)的配合下，可確保在120kbps數(shù)據(jù)速率下維持RS-232的電平通訊。單片機(jī)的外部復(fù)位引腳RST用于監(jiān)測VCC電源電壓，參見圖2-2所示，當(dāng)VCC低于上電復(fù)位電路的檢測門檻電壓(1.33V±5%)時(shí)，所有邏輯電路都會(huì)復(fù)位；當(dāng)VCC重新恢復(fù)正常電壓時(shí)(即VCC重新大于等于電復(fù)位電路的檢測門檻電壓時(shí))，延遲32768個(gè)時(shí)鐘后，上電復(fù)位結(jié)束。第五發(fā)光二·極管D5是單片機(jī)工作狀態(tài)指示燈，第五限流電阻R5通過D5與單片機(jī)狀態(tài)State引腳相連，由程序通過State引腳控制單片機(jī)周期性的輸出低電平，從而控制D5的亮滅，當(dāng)D5不斷閃爍時(shí)說明單片機(jī)運(yùn)行正常，沒有進(jìn)入死循環(huán)。工作狀態(tài)指示燈的程序控制流程如圖3所示，包括如下步驟S101、初始化程序；S102、在主程序循環(huán)之外開啟第一定時(shí)器I計(jì)數(shù)；S103、當(dāng)?shù)谝欢〞r(shí)器I中斷中對(duì)單片機(jī)State引腳的輸出狀態(tài)取反；S104、主程序循環(huán)。穩(wěn)壓電源模塊13的電路如圖4所示。穩(wěn)壓電源模塊13包括電源管理單片集成電路，具體可以是LM2596開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，即降壓型電源管理單片集成電路，該電路能夠輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性，至少包括第一引腳1，第二引腳2和第四引腳4。用其將車載24V電源轉(zhuǎn)換為5V電源給單片機(jī)11系統(tǒng)供電。嵌入式控制系統(tǒng)需要一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓才能可靠工作，傳統(tǒng)電源習(xí)慣采用線形穩(wěn)壓器件來做電壓轉(zhuǎn)換，但是這種線形調(diào)節(jié)方式在工作中會(huì)有很大的熱損失，工作效率僅為30% 50%，加之工作環(huán)境惡劣，更易使嵌入式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能變差。而開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器件則以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作，工作時(shí)要么是大電流流過，要么是完全截止，因此，開關(guān)穩(wěn)壓電源的功耗極低，平均工作效率可達(dá)70 % 90 %。輸入電壓范圍寬至5V 45V，電壓經(jīng)由LM2596的引腳I輸入，根據(jù)反饋引腳4的電壓調(diào)節(jié)引腳2的輸出電壓，使其穩(wěn)定在5V±4%輸出。穩(wěn)壓電源模塊還包括第一電容E1、第十電容ElO作為儲(chǔ)能兀件,用于穩(wěn)定輸入、輸出的電壓波形，串聯(lián)第一濾波電感LI抑制電源高頻干擾，第一肖特基二極管Dl作為續(xù)流二極管，與LI相互配合，保證5V穩(wěn)定直流電壓輸出。第一限流電阻Rl串聯(lián)第六發(fā)光二極管D6，用于指示電源是否工作正常。ID、撥特率設(shè)定電路14其功能是通過撥碼開關(guān)設(shè)定擴(kuò)展模塊進(jìn)行CAN總線通訊時(shí)的ID和撥特率。開關(guān)關(guān)閉時(shí)，單片機(jī)11引腳被串聯(lián)電阻拉為高電平，開關(guān)閉合后，引腳和地導(dǎo)通，變?yōu)榈碗娖捷斎?。ID、撥特率設(shè)定電路14包括至少3位總線ID撥碼開關(guān)，經(jīng)組合至少可設(shè)置8種總線ID ；以及至少2位總線撥特率撥碼開關(guān)，經(jīng)組合至少可設(shè)置4種總線撥特率。通過ID、撥特率設(shè)定電路14設(shè)定CAN總線通訊時(shí)所用ID和撥特率的邏輯參見圖5所示，包括如下步驟S201、讀取總線ID撥碼開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)總線ID撥碼開關(guān)的組合，確定總線ID ;S202、讀取撥特率撥碼開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)總線撥特率撥碼開關(guān)的組合，確定撥特率；S203、根據(jù)上述確定的總線ID和撥特率初始化CAN總線的總線ID和撥特率。更為具體的可參見圖6所示，3位總線ID撥碼開關(guān)組合可為OOO至111，確定的總線ID可為0x51至0x58 ;2位總線撥特率撥碼開關(guān)組合可為00至11，確定的撥特率可為100、125、250和500。DI輸入電路15，即開關(guān)量輸入電路包括至少2路DI輸入，其中任一路DI輸入包括一 2位接插件和光電耦合信號(hào)隔離器件；2位接插件用于引入車載信號(hào)輸入；光電耦合信號(hào)隔離器件，用于將車載系統(tǒng)信號(hào)與單片機(jī)系統(tǒng)信號(hào)隔離。其中，任一路DI輸入的工作過程包括所述2位接插件有車載信號(hào)輸入時(shí)，光電耦合信 號(hào)隔離器件的正極和負(fù)極間的發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，使單片機(jī)為低電平輸入；當(dāng)2位接插件沒有車載信號(hào)輸入時(shí)，光電耦合信號(hào)隔離器件的發(fā)射極和集電極不導(dǎo)通，使單片機(jī)為高電平輸入。更為具體的可參見圖7所示，利用光電耦合器件TLP521-4將左側(cè)車載24V系統(tǒng)信號(hào)與右側(cè)單片機(jī)5V系統(tǒng)信號(hào)隔離，增加安全性，減小電路干擾，簡化電路設(shè)計(jì)。TLP521-4的內(nèi)部電路如圖8所示，其中一路DI輸入的工作過程為假設(shè)J411 (即2位接插件)的I腳有24V車載信號(hào)輸入時(shí)，TLP521-4的I腳(正極)和2腳(負(fù)極)間的發(fā)光二極管發(fā)光，使3腳(發(fā)射極)和4腳(集電極)導(dǎo)通，此時(shí)輸入單片機(jī)DI4引腳為低電平輸入；當(dāng)沒有車載信號(hào)輸入時(shí)，TLP521-4的3腳和4腳不導(dǎo)通，單片機(jī)DI4引腳為高電平輸入。Al輸入電路16即電壓型模擬量(0-5V)輸入電路與單片機(jī)11配合，完成將模擬量輸入信號(hào)向單片機(jī)11輸入。具體的，STC12C5A60S2單片機(jī)11內(nèi)置有8路10位高速ADC轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)250KHz，可通過軟件將8路中的任何一路設(shè)置為ADC轉(zhuǎn)換。該ADC是逐次比較型ADC，由一個(gè)比較器和DAC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，通過逐次比較邏輯，從最高位開始，順序地對(duì)每一輸入電壓與DAC轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)過多次比較，使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量逐次逼近輸入模擬量對(duì)應(yīng)值，具有速度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。電路中電容作用是濾除對(duì)地干擾。DO輸出電路17即開關(guān)量輸出電路如圖9所示。單片機(jī)11的輸出不能用于驅(qū)動(dòng)車載24V控制信號(hào)，所以利用高頻小功率NPN三極管9011(即圖中第一三極管Tl)對(duì)開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行放大。電路采用更安全、耗電更少的控制輸出負(fù)極的方式，平時(shí)J2的I腳為懸空狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)11的DO引腳輸出高電平時(shí)，借助第二十二上拉電阻R22的作用開啟三極管9011的基極，三極管9011的集電極I腳和發(fā)射極3腳導(dǎo)通，控制J2的I腳輸出低電平。更為具體的，單片機(jī)11的DO引腳串聯(lián)第三電阻R3后與三極管9011的基極2連接，以及串聯(lián)R22后與系統(tǒng)電源連接；三極管9011的發(fā)射極與地相連，集電極串聯(lián)第四限流電阻R4后與DO輸出接插件(即J2)的第一引腳連接；D0輸出接插件的第一腳的常態(tài)為懸空狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)DO引腳輸出高電平時(shí)，通過R22開啟三極管9011的基極，其集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，以控制DO輸出接插件的第一腳輸出低電平。通過CAN總線通訊電路18，本發(fā)明的CAN總線擴(kuò)展模塊與車載主控制器間進(jìn)行CAN總線通訊的電路，其功能是將匯總到的輸入信號(hào)通過CAN總線上傳到車載主控制器中，并接收車載主控制器的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)化為輸出電路的輸出。CAN總線通訊電路通常包括總線控制器、總線收發(fā)器和高速光耦隔離三部分。更為具體的，總線控制器以MCP2515芯片為主，可參見圖10-1所示，配合外電路構(gòu)成。單片機(jī)CAN_C引腳作為總線控制器MCP2515(U7)的片選信號(hào)。引腳CAN_INT作為單片機(jī)接收總線數(shù)據(jù)中斷的輸入口。引腳CAN_SI、CAN_S0與CAN_SCK通過軟件設(shè)置在SPI模式下工作，作為單片機(jī)與MCP2515通訊的地址/數(shù)據(jù)和SPI時(shí)鐘信號(hào)線?？偩€收發(fā)器以TJA1050芯片為主，可參見圖10_2所示，配合外電路構(gòu)成。TJA1050 (U8)的CANH和CANL引腳與地之間連接的兩個(gè)30pF電容(C5、C6)，用于過濾CAN總線上的高頻干擾，CANH和CANL弓丨腳與地之間連接的兩個(gè)二極管(D9、DI O)，在總線電壓發(fā)生瞬變干擾時(shí)起保護(hù)作用。高速光耦隔離可以使用高速光耦芯片6N137配合外電路構(gòu)成。兩個(gè)6N137(U9、U10)分別參見圖10-3、10-4所示，將單片機(jī)與總線收發(fā)器的收與發(fā)信號(hào)完全電氣隔離，光耦兩端電路的電源也隔離開，單片機(jī)的電源通過穩(wěn)壓電源模塊提供，CAN總線通訊電路18的電源通過自身帶的電源隔離模塊B0505S(Ull)提供，可參見圖10-5所示，這可增強(qiáng)車載 CAN總線通訊電路的抗雷擊能力。運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊的總體軟件流程如圖11所示，包括下列步驟S301、開啟定時(shí)器O中斷。S302、主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制所述總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，經(jīng)由CAN總線通訊電路18傳輸至單片機(jī)，并由單片機(jī)11驅(qū)動(dòng)DO輸出電路17輸出。S303、定時(shí)器O中斷程序中，單片機(jī)11采集DI輸入電路15的DI信號(hào)和Al輸入電路16的Al信號(hào)，并將采集的信號(hào)處理后，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長通過CAN總線通訊電路18發(fā)送。需要說明的是，上述步驟S302和S303為并行步驟，步驟S301為步驟S303的前置步驟。更為具體的，參見圖12所示，上述軟件流程可進(jìn)一步包括下列步驟S401、系統(tǒng)初始化。S402、初始化ADC (模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能)。S403、根據(jù)撥碼開關(guān)設(shè)置初始化CAN總線ID和波特率。S404、初始化定時(shí)器O并開啟定時(shí)器O中斷，以及同時(shí)轉(zhuǎn)入步驟S405和S408。S405、監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制所述總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟S406.S406、判斷是否模塊輸出，如果是，則轉(zhuǎn)入步驟S407 ;否則，轉(zhuǎn)入返回步驟S405。S407、經(jīng)由CAN總線通訊電路18傳輸至述單片機(jī)11，并由單片機(jī)11驅(qū)動(dòng)DO輸出電路17輸出。S408、定時(shí)器O中斷時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟S409.S409、單片機(jī)11采集DI輸入電路15的DI信號(hào)和Al輸入電路16的Al信號(hào)，將所述信號(hào)處理成可發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)格式，或/和將所述信號(hào)打包處理。S410、判斷發(fā)送時(shí)間是否到來，所述的發(fā)送時(shí)間為固定間隔的時(shí)長。如果是，則轉(zhuǎn)入步驟S411 ;否則，返回步驟409。S411、通過CAN總線通訊電路18發(fā)送一次數(shù)據(jù)。上述主程序中不斷監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)總線上出現(xiàn)控制運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，驅(qū)動(dòng)DO輸出電路16輸出。在主程序運(yùn)行的同時(shí)，定時(shí)器O中斷程序也在不斷運(yùn)行，將采集到的DI、Al信號(hào)處理，每O. 02秒向總線發(fā)送一次。通過該種方式有效的解決了監(jiān)測總線信息和向總線發(fā)送信息雙任務(wù)并行的問題。
本發(fā)明還提供了與CAN總線擴(kuò)展模塊相應(yīng)的一種CAN總線擴(kuò)展模塊處理總線數(shù)據(jù)的方法，參見圖13所示，在具體實(shí)施例中包括如下步驟S501開啟定時(shí)器O中斷。S502、主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，由總線擴(kuò)展模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。S503、定時(shí)器O中斷程序中，采集DI信號(hào)和Al信號(hào)，并將采集的信號(hào)處理后，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)出。需要說明的是，上述步驟S502和S503為并行步驟，步驟S501為步驟S503的前置步驟。更為具體的另一方法實(shí)施例，包括下列步驟·系統(tǒng)初始化。初始化模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能。初始化CAN總線。開啟定時(shí)器O中斷。主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，由總線擴(kuò)展模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。定時(shí)器O中斷程序中，采集DI信號(hào)和Al信號(hào)，并將采集的信號(hào)處理后，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)出。具體可將所述信號(hào)處理成可發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)格式，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)送一次；或/和，將所述信號(hào)打包處理，以及每間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)送一次。上述主程序中不斷監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)總線上出現(xiàn)控制運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。在主程序運(yùn)行的同時(shí)，定時(shí)器O中斷程序也在不斷運(yùn)行，將采集到的DI、Al信號(hào)處理，每O. 02秒向總線發(fā)送一次。通過該種方式有效的解決了監(jiān)測總線信息和向總線發(fā)送信息雙任務(wù)并行的問題。綜上，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)存在以下優(yōu)點(diǎn)I.現(xiàn)有技術(shù)使用德國進(jìn)口控制器采集信號(hào)，一臺(tái)CR0020控制器價(jià)格是8000元，駕駛室內(nèi)需要用兩臺(tái)，光控制器成本就需要16000元。而本模塊單臺(tái)不到70元，按本例運(yùn)梁車需要的52路DI，4路D0，4路Al信號(hào)來看，用4塊模塊即足夠，成本總共280元?？梢妰烧叱杀鞠嗖钪畱沂?。2.現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器體積大，只能統(tǒng)一放在駕駛室的電控柜內(nèi)，電控柜在司機(jī)座椅的后邊，要將位于前面板上的元件信號(hào)接入電控柜內(nèi)，接線、走線工作量大，也導(dǎo)致了設(shè)備電氣系統(tǒng)復(fù)雜，并且還占用了很多空間。而本運(yùn)梁車駕駛室CAN總線擴(kuò)展模塊體積小，可將其就近隱藏在駕駛室內(nèi)信號(hào)集中的任何地方，例如面板下方，采集了元件信號(hào)后，再通過兩根CAN總線將信號(hào)引到設(shè)備的任何地方。3.現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器主要是為控制工程機(jī)械設(shè)備中使用的液壓PWM比例閥而設(shè)計(jì)的，它的PWM信號(hào)通過調(diào)節(jié)占空比最大可達(dá)到4A的輸出電流，這是其他控制器不能比擬的。而我們僅僅用它來采集DI、Al信號(hào)，未免大材小用。并且該控制器的點(diǎn)數(shù)并不能最好的滿足使用要求，以本運(yùn)梁車為例，需要52路DI，4路D0，4路Al，而目前所用CR0020控制器正好處于用一臺(tái)點(diǎn)數(shù)不夠，而用兩臺(tái)又有很多剩余點(diǎn)的情況。雖然也可以用其他品牌的控制器代替，例如西門子的控制器，DI、DO可以擴(kuò)展很多，但是這種控制器屬于工業(yè)用控制器，其上沒有CAN總線(CAN總線大多用于車載、工程機(jī)械設(shè)備上，IFM屬于工程機(jī)械設(shè)備專用控制器)，如果使用還要加裝總線轉(zhuǎn)換模塊，使電氣系統(tǒng)變復(fù)雜，增加了故障點(diǎn)，降低了產(chǎn)品的可靠性。而本發(fā)明的CAN總線擴(kuò)展模塊可滿足實(shí)際需求。4.現(xiàn)有技術(shù)的控制器具有很高的計(jì)算速度和超強(qiáng)的處理能力，而目前該控制器內(nèi)并不需要復(fù)雜的控制程序，只需用其將信號(hào)采集，再通過CAN總線傳輸?shù)狡渌刂破髦?，在其他控制器?nèi)進(jìn)行程序算法控制，例如轉(zhuǎn)向算法控制、驅(qū)動(dòng)行走算法控制等，這對(duì)該控制器的資源是一種浪費(fèi)。本發(fā)明的CAN總線擴(kuò)展模塊節(jié)約了預(yù)算處理部分，并可達(dá)到同等或更優(yōu)的效果。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的 精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種工程機(jī)械車輛CAN總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，包括單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)分別相連的穩(wěn)壓電源模塊，ID、撥特率設(shè)定電路，DI輸入電路，Al輸入電路，DO輸出電路和CAN總線通訊電路； 其中，單片機(jī)控制穩(wěn)壓電源模塊，ID、撥特率設(shè)定電路，DI輸入電路，Al輸入電路，DO輸出電路和CAN總線通訊電路的工作； 穩(wěn)壓電源模塊，用于提供穩(wěn)定的電壓； ID、撥特率設(shè)定電路，用于設(shè)定所述擴(kuò)展模塊進(jìn)行CAN總線通訊時(shí)的ID和撥特率； DI輸入電路，用于將開關(guān)量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入； Al輸入電路，用于將模擬量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入； DO輸出電路,用于將單片機(jī)的開關(guān)量輸出信號(hào)輸出； CAN總線通訊電路，用于將經(jīng)單片機(jī)處理后的開關(guān)量輸入信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)上傳到外部的車載主控制器；以及接收外部車載主控制器的控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)處理為開關(guān)量輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，還包括與所述單片機(jī)相連的串口通訊模塊； 串口通訊模塊，用于完成單片機(jī)與外部計(jì)算機(jī)之間的通訊，以及下載和調(diào)試單片機(jī)程序。
3.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述單片機(jī)的外部復(fù)位引腳用于監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電源電壓低于上電復(fù)位電路的檢測門檻電壓時(shí)，復(fù)位邏輯電路；當(dāng)電源電壓重新大于等于電復(fù)位電路的檢測門檻電壓時(shí)，延遲預(yù)設(shè)數(shù)值的時(shí)鐘后，上電復(fù)位結(jié)束。
4.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述串口通訊模塊包括第五發(fā)光二極管，第五限流電阻通過第五發(fā)光二極管與單片機(jī)的狀態(tài)引腳相連； 外部設(shè)備通過狀態(tài)引腳控制所述單片機(jī)周期性輸出低電平，以控制第五發(fā)光二極管得亮滅。
5.如權(quán)利要求4所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述外部設(shè)備控制單片機(jī)周期性輸出低電平的邏輯包括在單片機(jī)主程序循環(huán)之外開啟第一定時(shí)器中斷功能，當(dāng)?shù)谝欢〞r(shí)器中斷時(shí)，對(duì)單片機(jī)狀態(tài)引腳的狀態(tài)輸出取反。
6.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述穩(wěn)壓電源模塊包括電源管理單片集成電路，該電路至少包括第一引腳，第二引腳和第四引腳； 電壓經(jīng)由電源管理單片集成電路的第一引腳輸入；降壓后由第二引腳輸出；第四引腳采集第二引腳的輸出電壓值并反饋回電源管理單片集成電路；管理單片集成電路根據(jù)反饋的所述電壓值調(diào)整第二引腳的輸出電壓，使其穩(wěn)定輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述穩(wěn)壓電源模塊還包括第一電容和第十電容作為儲(chǔ)能元件，用于穩(wěn)定輸入、輸出的電壓波形； 其中，第一電容的正極連接所述電源管理單片集成電路的第一引腳； 第十電容的正極通過第一濾波電感連接所述電源管理單片集成電路的第二引腳，以及所述電源管理單片集成電路的第四引腳； 第十電容串聯(lián)第一濾波電感和第一肖特基二極管；第一肖特基二極管用于電流續(xù)流，并且與第一濾波電感相互配合，以穩(wěn)定電壓輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述穩(wěn)壓電源模塊還包括與第十電容串聯(lián)的第一限流電阻和第六發(fā)光二極管，用于指示電源是否工作正常。
9.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述ID、撥特率設(shè)定電路包括至少3位總線ID撥碼開關(guān)，經(jīng)組合至少可設(shè)置8種總線ID ；以及至少2位總線撥特率撥碼開關(guān)，經(jīng)組合至少可設(shè)置4種總線撥特率。
10.如權(quán)利要求9所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，通過所述ID、撥特率設(shè)定電路，設(shè)定CAN總線通訊時(shí)所用ID和撥特率的邏輯包括如下步驟 讀取總線ID撥碼開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)總線ID撥碼開關(guān)的組合，確定總線ID ； 讀取撥特率撥碼開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)總線撥特率撥碼開關(guān)的組合，確定撥特率； 根據(jù)上述確定的總線ID和撥特率初始化CAN總線的總線ID和撥特率。
11.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述DI輸入電路包括至少2路DI輸入，其中任一路DI輸入包括一 2位接插件和光電稱合信號(hào)隔離器件； 所述2位接插件，用于引入車載信號(hào)輸入； 光電耦合信號(hào)隔離器件，用于將車載系統(tǒng)信號(hào)與單片機(jī)系統(tǒng)信號(hào)隔離。
12.如權(quán)利要求11所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述任一路DI輸入的工作過程包括 所述2位接插件有車載信號(hào)輸入時(shí)，光電耦合信號(hào)隔離器件的正極和負(fù)極間的發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，使單片機(jī)為低電平輸入；當(dāng)所述2位接插件沒有車載信號(hào)輸入時(shí)，光電耦合信號(hào)隔離器件的發(fā)射極和集電極不導(dǎo)通，使單片機(jī)為高電平輸入。
13.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述單片機(jī)內(nèi)置有至少8路10位高速ADC轉(zhuǎn)換器，將其中任一路設(shè)置為ADC轉(zhuǎn)換，以完成所述Al輸入電路將模擬量輸入信號(hào)向單片機(jī)輸入。
14.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述DO輸出電路采用控制輸出負(fù)極的方式。
15.如權(quán)利要求14所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述DO輸出電路包括 單片機(jī)DO引腳串聯(lián)第三電阻后與第一三極管的基極連接，以及串聯(lián)第二十二上拉電阻后與系統(tǒng)電源連接；第一三極管的發(fā)射極與地相連，集電極串聯(lián)第四限流電阻后與DO輸出接插件的第一引腳連接； DO輸出接插件的第一腳的常態(tài)為懸空狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)DO引腳輸出高電平時(shí)，通過上拉第二十二電阻開啟第一三極管的基極，其集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，以控制DO輸出接插件的第一腳輸出低電平。
16.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述CAN總線通訊電路與車載主控制器之間采用高速光耦完全電氣隔離；光耦兩端電路的電源一并隔離。
17.如權(quán)利要求16所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述CAN總線通訊電路包括電源隔離模塊、總線控制器、總線收發(fā)器和高速光耦隔離； 其中，高速光耦隔離將單片機(jī)與總線收發(fā)器的收與發(fā)信號(hào)電氣隔離，以及將光耦兩端電路的電源一并隔離；單片機(jī)的電源通過穩(wěn)壓電源模塊提供，CAN總線通訊電路的電源通過所述電源隔離模塊提供。
18.如權(quán)利要求I所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，所述總線擴(kuò)展模塊對(duì)總線數(shù)據(jù)的監(jiān)測和處理過程包括 開啟定時(shí)器O中斷； 主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制所述總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，經(jīng)由CAN總線通訊電路傳輸至單片機(jī)，并由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)DO輸出電路輸出； 定時(shí)器O中斷程序中，單片機(jī)采集DI輸入電路的DI信號(hào)和Al輸入電路的Al信號(hào)，并 將采集的所述信號(hào)處理成可發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)格式，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長通過CAN總線通訊電路發(fā)送一次。
19.如權(quán)利要求18所述的總線擴(kuò)展模塊，其特征在于，在開啟定時(shí)器O中斷之前，還包括 系統(tǒng)初始化； 初始化模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能； 初始化CAN總線。
20.一種CAN總線擴(kuò)展模塊處理總線數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，包括下列步驟 開啟定時(shí)器O中斷； 主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，由總線擴(kuò)展模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)； 定時(shí)器O中斷程序中，采集DI信號(hào)和Al信號(hào)，并將采集的所述信號(hào)處理成可發(fā)送到CAN總線上的數(shù)據(jù)格式，并在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)出。
21.如權(quán)利要求20所述處理總線數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，在開啟定時(shí)器O中斷之前，還包括下述步驟 系統(tǒng)初始化； 初始化模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能； 初始化CAN總線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工程機(jī)械車輛CAN總線擴(kuò)展模塊及處理總線數(shù)據(jù)的方法，涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，用以解決現(xiàn)有技術(shù)使用的控制器價(jià)格昂貴，體積大，接線走線工作量大，點(diǎn)數(shù)不能滿足要求的問題。擴(kuò)展模塊包括單片機(jī)，以及與單片機(jī)分別相連的穩(wěn)壓電源模塊，ID、撥特率設(shè)定電路，DI輸入電路，AI輸入電路，DO輸出電路和CAN總線通訊電路。方法包括開啟定時(shí)器0中斷；主程序中監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)控制總線擴(kuò)展模塊輸出的信息時(shí)，由總線擴(kuò)展模塊輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；定時(shí)器0中斷程序中，采集DI信號(hào)和AI信號(hào)，并將信號(hào)處理后，在間隔預(yù)設(shè)的時(shí)長發(fā)出。本發(fā)明簡化了車輛電氣系統(tǒng)、降低了接線和走線工作量、節(jié)省了空間、降低了設(shè)備成本。
文檔編號(hào)H04L12/40GK102955437SQ201110235579
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者王大江, 張宇, 王金祥, 王智勇, 張力劍, 賈貴青, 郭海娟 申請(qǐng)人:秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工股份有限公司