專利名稱:多種配置方式的usb/rs232-can轉(zhuǎn)換調(diào)試器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于CAN總線【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種卡多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)無法滿足既能滿足二次開發(fā)的需要、又能滿足進行傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)升級、快速組建CAN總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)需求的問題。其特征在于：包括CAN總線接口模塊、USB接口模塊、RS232接口模塊和控制模塊；其中，CAN總線接口模塊一端與控制模塊連接，USB接口模塊的一端與控制模塊連接，RS232接口模塊的一端與控制模塊連接。本實用新型實現(xiàn)了USB/RS232-CAN總線轉(zhuǎn)換調(diào)試器配置方式的多樣性，可根據(jù)實際需要編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，滿足了使用者二次開發(fā)的需求。控制模塊通過撥碼開關(guān)等實現(xiàn)完整的硬件配置方案，實現(xiàn)了CAN總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的快速組建，也為老舊系統(tǒng)升級節(jié)省了大量成本。
【專利說明】多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于CAN總線【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器。

【背景技術(shù)】
[0002]CAN總線作為一種現(xiàn)場控制總線具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性能高、抗干擾能力強、擴展性和開放性好以及成本低廉等有點，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛在汽車領(lǐng)域、航天系統(tǒng)、衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)和工業(yè)控制等領(lǐng)域使用。而通用串行總線(USB)是目前計算機外設(shè)連接所普遍使用的總線，其以傳輸速率高、連接簡單、易于擴展、接口標準小巧且即插即用等優(yōu)勢，逐步發(fā)展成計算機與外設(shè)互聯(lián)的標準方案。而且目前市面上USB — CAN總線的適配器也是隨處可見。
[0003]但是，往往市場上現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換器是已經(jīng)固化了的硬件和軟件，留給使用者進行二次開發(fā)的接口很少。這樣，當使用者想進行二次開發(fā)時，就沒有一個合適的設(shè)備來滿足要求。另外，基于CAN總線的成熟技術(shù)，CAN總線的使用已經(jīng)相當廣泛，當對老系統(tǒng)進行智能化地升級改造時，對CAN總線的節(jié)點接口又提出了新的問題:昂貴的設(shè)備不可能全部被替換，但如果保留原有設(shè)備，無論是數(shù)字式儀表、傳感器設(shè)備還是工業(yè)控制計算機，RS232是常用的串行接口，這些設(shè)備儀表并沒有CAN總線接口，這樣就使系統(tǒng)升級改造遇到了瓶頸。目前，尚沒有必要既能滿足二次開發(fā)的需要、又能滿足進行傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)升級、快速組建CAN總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)需求的適配器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)無法滿足既能滿足二次開發(fā)的需要、又能滿足進行傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)升級、快速組建CAN總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)需求的問題，提供一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:包括CAN總線接口模塊、USB接口模塊、RS232接口模塊和控制模塊；其中，CAN總線接口模塊一端與控制模塊連接，USB接口模塊的一端與控制模塊連接，RS232接口模塊的一端與控制模塊連接。
[0007]如上所述的CAN總線接口模塊包括第一隔離芯片、CAN總線驅(qū)動器和CAN總線接口 ；其中，第一隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與CAN總線驅(qū)動器的一端連接；CAN總線驅(qū)動器的另一端與CAN總線接口的一端連接。
[0008]如上所述的CAN總線接口的另一端連接其他CAN總線設(shè)備；所述的第一隔離芯片采用ADuM1201實現(xiàn)，CAN總線驅(qū)動器采用TJA1040T實現(xiàn)，CAN總線接口采用常用的管腳間距為2.54mm的接插件實現(xiàn)。
[0009]如上所述的USB接口模塊包括USB協(xié)議電路、第二隔離芯片和USB接口 ；其中，第二隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與USB協(xié)議電路的一端連接;USB協(xié)議電路的另一端與USB接口的一端連接。
[0010]如上所述的USB接口的另一端連接其他USB設(shè)備，所述的USB協(xié)議電路通過CP2102和NUP2202實現(xiàn)，第二隔離芯片采用ADuM1201實現(xiàn)，USB接口采用標準的USB接插件實現(xiàn)。
[0011]如上所述的RS232接口模塊包括RS232驅(qū)動電路、第三隔離芯片和RS232接口 ；其中，第三隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與RS232驅(qū)動電路的一端連接；RS232驅(qū)動電路的另一端與RS232接口的一端連接。
[0012]如上所述的RS232接口的另一端連接其他RS232設(shè)備，RS232驅(qū)動電路由MAX3232實現(xiàn)，第三隔離芯片采用ADuM1201實現(xiàn)，RS232接口采用通用的DB9接插件實現(xiàn)。
[0013]如上所述的控制模塊包括撥碼開關(guān)和單片機；其中，撥碼開關(guān)的輸出端與單片機連接，單片機還分別與CAN總線接口模塊的第一隔離芯片、USB接口模塊的第二隔離芯片、RS232接口模塊中的第三隔離芯片連接。
[0014]如上所述的單片機采用STM32系列單片機實現(xiàn)。
[0015]本實用新型的有益效果在于:
[0016]本實用新型采用CAN總線接口模塊、USB接口模塊、RS232接口模塊和控制模塊，實現(xiàn)了 USB/RS232-CAN總線轉(zhuǎn)換調(diào)試器配置方式的多樣性，可根據(jù)實際需要編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，滿足了使用者二次開發(fā)的需求?？刂颇K通過撥碼開關(guān)等實現(xiàn)完整的硬件配置方案，實現(xiàn)了 CAN總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的快速組建，同時也為老舊系統(tǒng)的升級節(jié)省了大量的成本。

【附圖說明】

[0017]圖1是本實用新型的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器進行描述:
[0019]一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，包括CAN總線接口模塊、USB接口模塊、RS232接口模塊和控制模塊。其中，CAN總線接口模塊一端與控制模塊連接，它接收來自控制模塊的CAN總線數(shù)據(jù)，將CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送給與CAN總線接口模塊另一端連接的裝置；它還將接收到的CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊。USB接口模塊的一端與控制模塊連接，它用于上位機和該轉(zhuǎn)換調(diào)試器的通信，它接收來自控制模塊的USB數(shù)據(jù)，并將USB數(shù)據(jù)發(fā)送給與USB接口模塊的另一端相連接的裝置；它還將接收到的USB數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊。RS232接口模塊的一端與控制模塊連接，它接收來自控制模塊的RS232數(shù)據(jù)，將RS232數(shù)據(jù)發(fā)送給與RS232接口模塊另一端連接的裝置；它還將接收到的RS232數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊?？刂颇K接收來自上述三個模塊的數(shù)據(jù)，根據(jù)外部操作輸入，對接收到的數(shù)據(jù)采用現(xiàn)有技術(shù)進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給CAN總線接口模塊、USB接口模塊或RS232接口豐旲塊。
[0020]在本實施例中，如圖1所示，CAN總線接口模塊包括第一隔離芯片、CAN總線驅(qū)動器和CAN總線接口。其中，第一隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與CAN總線驅(qū)動器的一端連接，實現(xiàn)電氣隔離功能，防止由于CAN總線上的信號干擾損壞本地的單片機，它接收來自CAN總線驅(qū)動器的CAN總線數(shù)據(jù)，將該CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊，還將接收到的控制模塊發(fā)送的CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給CAN總線驅(qū)動器。
[0021]CAN總線驅(qū)動器的另一端與CAN總線接口的一端連接，它將CAN總線接口傳送的數(shù)據(jù)進行電平轉(zhuǎn)換，將驅(qū)動器輸出的電平信號轉(zhuǎn)換為標準的CAN總線電平，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給第一隔離芯片，并將接收到的來自第一隔離芯片的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給CAN總線接口。CAN總線接口的另一端根據(jù)實際需要連接其他CAN總線設(shè)備，它接收其他CAN總線設(shè)備發(fā)送的CAN總線數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給CAN總線驅(qū)動器，還將接收到的來自CAN總線驅(qū)動器的CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送給連接的其他CAN總線設(shè)備。第一隔離芯片可采用ADUM1201實現(xiàn)，CAN總線驅(qū)動器可采用TJA1040T實現(xiàn)，CAN總線接口可采用常用的管腳間距為2.54mm的接插件實現(xiàn)。
[0022]USB接口模塊包括USB協(xié)議電路、第二隔離芯片和USB接口。其中，第二隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與USB協(xié)議電路的一端連接，第二隔離芯片用于實現(xiàn)電氣隔離，防止USB收發(fā)線上的異常擾動損壞本地的單片機，它接收來自USB協(xié)議電路的USB數(shù)據(jù)，將該USB數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊，還將接收到的控制模塊發(fā)送的USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給USB協(xié)議電路。USB協(xié)議電路的另一端與USB接口的一端連接，該USB協(xié)議電路將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進行格式化處理，將其變?yōu)榉蠘藴实腢SB協(xié)議的數(shù)據(jù)幀的形式，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給第二隔離芯片，并將接收到的來自第二隔離芯片的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給USB接口。USB接口的另一端根據(jù)實際需要連接其他USB設(shè)備，它接收其他USB設(shè)備發(fā)送的USB數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給USB協(xié)議電路，還將接收到的來自USB協(xié)議電路的USB數(shù)據(jù)發(fā)送給連接的其他USB設(shè)備。USB協(xié)議電路可通過CP2102和NUP2202基于現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，第二隔離芯片采用ADuMl201實現(xiàn)，USB接口采用標準的USB接插件實現(xiàn)。USB接口模塊既采用了現(xiàn)有的成熟的驅(qū)動程序，將該USB接口映射成上位機的RS232串口進行使用，也采用根據(jù)實際需要自行編寫USB驅(qū)動程序，這樣可以滿足二次開發(fā)的需求。
[0023]RS232接口模塊包括RS232驅(qū)動電路、第三隔離芯片和RS232接口。其中，第三隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與RS232驅(qū)動電路的一端連接，第三隔離芯片用于實現(xiàn)電氣隔離，防止RS232收發(fā)線上的異常擾動損壞本地的單片機，它接收來自RS232驅(qū)動電路的RS232數(shù)據(jù)，將該RS232數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊，還將接收到的控制模塊發(fā)送的RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給RS232驅(qū)動電路。RS232驅(qū)動電路的另一端與RS232接口的一端連接，RS232驅(qū)動電路將待發(fā)送的信息的電平格式進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成標準的RS232電平格式，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給第三隔離芯片，并將接收到的來自第三隔離芯片的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給RS232接口。RS232接口的另一端根據(jù)實際需要連接其他RS232設(shè)備，它接收其他RS232設(shè)備發(fā)送的RS232數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給RS232驅(qū)動電路，還將接收到的來自RS232驅(qū)動電路的RS232數(shù)據(jù)發(fā)送給連接的其他RS232設(shè)備。RS232驅(qū)動電路可由MAX3232實現(xiàn)，第三隔離芯片采用ADuM1201實現(xiàn)，RS232接口采用通用的DB9接插件實現(xiàn)。RS232接口模塊連接有RS232接口的設(shè)備或儀表，可迅速組建基于CAN總線的工業(yè)檢測網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)設(shè)備的遠程檢測與控制，也可以通過RS232 口進行程序的二次開發(fā)。
[0024]控制模塊包括撥碼開關(guān)和單片機。其中，撥碼開關(guān)的輸出端與單片機連接，單片機還分別與CAN總線接口模塊的第一隔離芯片、USB接口模塊的第二隔離芯片、RS232接口模塊中的第三隔離芯片連接。撥碼開關(guān)采用8位的撥碼開關(guān)，其中，第一位用于選擇控制方式，當需要由上位機進行CAN總線參數(shù)的設(shè)置時，將此開關(guān)打到ON的狀態(tài)；當CAN總線的參數(shù)需要由本地的撥碼開關(guān)進行配置時，將此開關(guān)打到OFF的狀態(tài)。第二位為轉(zhuǎn)換接口的選擇，當該位的撥碼開關(guān)打到ON的狀態(tài)時，該轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的是CAN總線和USB總線的相互轉(zhuǎn)換功能，反之，則實現(xiàn)的是CAN總線和RS232的相互轉(zhuǎn)換功能。其余的6位為CAN總線配置位，當撥碼開關(guān)的第一位為OFF狀態(tài)時，可通過該6位實現(xiàn)CAN總線參數(shù)的本地控制，如波特率、幀格式等。單片機采用STM32系列單片機實現(xiàn)。
[0025]本實用新型采用CAN總線接口模塊、USB接口模塊、RS232接口模塊和控制模塊，實現(xiàn)了 USB/RS232-CAN總線轉(zhuǎn)換調(diào)試器配置方式的多樣性，可根據(jù)實際需要編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，滿足了使用者二次開發(fā)的需求。控制模塊通過撥碼開關(guān)等實現(xiàn)完整的硬件配置方案，實現(xiàn)了 CAN總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的快速組建，同時也為老舊系統(tǒng)的升級節(jié)省了大量的成本。
【權(quán)利要求】
1.一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:包括CAN總線接口模塊、USB接口模塊、RS232接口模塊和控制模塊；其中，CAN總線接口模塊一端與控制模塊連接，USB接口模塊的一端與控制模塊連接，RS232接口模塊的一端與控制模塊連接；所述的控制模塊包括撥碼開關(guān)和單片機；其中，撥碼開關(guān)的輸出端與單片機連接，單片機還分別與CAN總線接口模塊的第一隔離芯片、USB接口模塊的第二隔離芯片、RS232接口模塊中的第三隔離芯片連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的CAN總線接口模塊包括第一隔離芯片、CAN總線驅(qū)動器和CAN總線接口 ；其中，第一隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與CAN總線驅(qū)動器的一端連接；CAN總線驅(qū)動器的另一端與CAN總線接口的一端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的CAN總線接口的另一端連接其他CAN總線設(shè)備；所述的第一隔離芯片采用ADuMl201實現(xiàn)，CAN總線驅(qū)動器采用TJA1040T實現(xiàn)，CAN總線接口采用常用的管腳間距為2.54mm的接插件實現(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的USB接口模塊包括USB協(xié)議電路、第二隔離芯片和USB接口 ；其中，第二隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與USB協(xié)議電路的一端連接；USB協(xié)議電路的另一端與USB接口的一端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的USB接口的另一端連接其他USB設(shè)備，所述的USB協(xié)議電路通過CP2102和NUP2202實現(xiàn)，第二隔離芯片采用ADuM1201實現(xiàn)，USB接口采用標準的USB接插件實現(xiàn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的RS232接口模塊包括RS232驅(qū)動電路、第三隔離芯片和RS232接口 ；其中，第三隔離芯片的一端與控制模塊連接，另一端與RS232驅(qū)動電路的一端連接；RS232驅(qū)動電路的另一端與RS232接口的一端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的RS232接口的另一端連接其他RS232設(shè)備，RS232驅(qū)動電路由MAX3232實現(xiàn)，第三隔離芯片采用ADuM1201實現(xiàn)，RS232接口采用通用的DB9接插件實現(xiàn)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多種配置方式的USB/RS232-CAN轉(zhuǎn)換調(diào)試器，其特征在于:所述的單片機采用STM32系列單片機實現(xiàn)。
【文檔編號】G06F13-40GK204302969SQ201420617506
【發(fā)明者】徐超, 姜祝, 趙一陽, 武東健, 吳永紅 [申請人]北京航天計量測試技術(shù)研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院