專(zhuān)利名稱(chēng)：一種拖拉機(jī)can總線網(wǎng)關(guān)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，屬于車(chē)載電子設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著拖拉機(jī)電子向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、分布式控制技術(shù)方向發(fā)展，CAN總線技術(shù)作為一種實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定高的總線技術(shù)應(yīng)用于拖拉機(jī)及農(nóng)具上是當(dāng)前拖拉機(jī)信息化和自動(dòng)化發(fā)展的方向，IS011783 (拖拉機(jī)及農(nóng)業(yè)森林機(jī)械串行控制和通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))協(xié)議將拖拉機(jī)CAN網(wǎng)絡(luò)分為了拖拉機(jī)總線網(wǎng)絡(luò)和農(nóng)具總線網(wǎng)絡(luò)兩部分，這兩部分的通信工作是通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)關(guān)控制器一般處于拖拉機(jī)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行奈恢?，連接拖拉機(jī)總線網(wǎng)絡(luò)和農(nóng)具總線網(wǎng)絡(luò)，完成通信轉(zhuǎn)換，以減少通信布線、節(jié)約成本并提高通信質(zhì)量的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，以滿足拖拉機(jī)CAN網(wǎng)絡(luò)中拖拉機(jī)總線與農(nóng)具總線的通信。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供一種拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，該網(wǎng)關(guān)控制器包括處理器、CAN接口電路、電源模塊電路、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路，所述的CAN接口電路有兩個(gè)，分別用于連接拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線，處理器與CAN接口電路相連，用于對(duì)兩條總線上數(shù)據(jù)傳輸速率、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃定以及對(duì)消息的取舍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以完成拖拉機(jī)和不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信，時(shí)鐘晶振電路與處理器相連，用于為處理器提供時(shí)鐘信號(hào)。所述的電源模塊電路包括LM317和TPS767D301，LM317用于將拖拉機(jī)的12V直流電源轉(zhuǎn)換為5V的直流電源，TPS767D301用于將轉(zhuǎn)換成的5V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V和1.9V直流電壓供處理器、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路使用。所述的電源模塊電路中的模擬地和數(shù)字地通過(guò)電感相連接，電源和地通過(guò)電容相連接。所述的復(fù)位電路包括上電復(fù)位電路和手動(dòng)復(fù)位電路。所述的JTAG電路用于程序的調(diào)試及燒錄。所述的CAN接口電路包括CAN收發(fā)器、隔離光耦和直插式接口，CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入和輸出端口通過(guò)隔離光耦與處理器相連，所述的CAN收發(fā)器采用SN65HVD230。所述的CAN收發(fā)器的Rs引腳與一端接地的斜率電阻連接，Vcc引腳上并接有兩個(gè)退藕電容，用于消除電路網(wǎng)絡(luò)中的中、高頻寄生耦合。所述的CAN收發(fā)器的CANJ^P CAN_L的導(dǎo)線的終端上連接有終端電阻，用于防止數(shù)據(jù)在導(dǎo)線終端被反射產(chǎn)生的反射波破環(huán)數(shù)據(jù)。所述的斜率電阻取值為100ΚΩ，兩個(gè)退藕電容的容抗分別取值為0.1 μ F和10 μ F。所述的處理器采用D SP2000系列芯片TMS320F28335，該芯片集成有CAN總線模塊，該處理器中的CAN總線模塊與所述的兩個(gè)CAN總線接口電路相連。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器包括處理器、CAN接口電路、電源模塊電路、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路，CAN接口電路有兩個(gè)，分別用于連接拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線，處理器與CAN接口電路相連，用于對(duì)兩條總線上數(shù)據(jù)傳輸速率、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃定以及對(duì)消息的取舍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以完成拖拉機(jī)和不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線之間的通信轉(zhuǎn)換，同時(shí)減少了通信不限，節(jié)約成本并提高了拖拉機(jī)的通信質(zhì)量，該網(wǎng)關(guān)控制器能夠提供其他的網(wǎng)絡(luò)接口，使得該發(fā)明具有一定的繼承性和通用性。


圖1是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng) 關(guān)控制器與拖拉機(jī)車(chē)載裝置的連接圖；圖2是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器的CAN接口電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器的處理器接口示意圖；圖5是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器的電源模塊電路結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器的時(shí)鐘電路結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器的手動(dòng)復(fù)位電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器與車(chē)載裝置連接圖。發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶、自動(dòng)變速器E⑶及牽引控制ECU連接在拖拉機(jī)總線上，以250Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率通信；虛擬終端、任務(wù)控制器、管理計(jì)算機(jī)接口及農(nóng)機(jī)具E⑶連接在農(nóng)具總線上，以125Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率通信。網(wǎng)關(guān)連接拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線，對(duì)兩條總線上的數(shù)據(jù)傳輸速率、優(yōu)先級(jí)的劃定、消息的取舍等內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成拖拉機(jī)不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信。如圖2所示，本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)控制器包括處理器、CAN接口電路、電源模塊電路、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路，所述的CAN接口電路有兩個(gè)，分別用于連接拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線，處理器與CAN接口電路相連，用于對(duì)兩條總線上數(shù)據(jù)傳輸速率、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃定以及對(duì)消息的取舍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以完成拖拉機(jī)和不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信，時(shí)鐘晶振電路與處理器相連，用于為處理器提供時(shí)鐘信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、自動(dòng)變速器ECU及牽引控制ECU通過(guò)拖拉機(jī)總線實(shí)現(xiàn)通信及消息的共享，虛擬終端、任務(wù)控制器、管理計(jì)算機(jī)接口及農(nóng)機(jī)具ECU通過(guò)農(nóng)具總線實(shí)現(xiàn)通信及消息的共享，而有些消息需要從拖拉機(jī)總線上傳輸?shù)睫r(nóng)具總線上，由于兩條總線上數(shù)據(jù)的傳輸速率、數(shù)據(jù)幀中的優(yōu)先級(jí)不同，消息不能被有效識(shí)別。網(wǎng)關(guān)控制器通過(guò)存儲(chǔ)器中的算法可以將兩條總線上不同的消息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得消息可以在兩條總線上傳輸。本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器處理器采用TI公司DSP C2000系列芯片TMS320F28335，該芯片主頻150M，處理速度快、性價(jià)比高、存儲(chǔ)空間大、外設(shè)資源豐富且芯片中集成有增強(qiáng)型CAN(eCAN)總線模塊，提供了兩個(gè)CAN總線接口 eCAN - A和eCAN - B,滿足網(wǎng)關(guān)控制器CAN接口數(shù)量及通信要求，且能進(jìn)行其他網(wǎng)絡(luò)接口的擴(kuò)展，方便以后的開(kāi)發(fā)。圖3為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器CAN接口電路。本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器中有兩路CAN接口電路，用于拖拉機(jī)總線及農(nóng)具總線上報(bào)文的接受/發(fā)送。該電路圖由核心芯片、CAN收發(fā)器、隔離光耦、電阻及電容等電子元器件組成。CAN控制器的輸出引腳TX接到SN65HVD230的數(shù)據(jù)輸入端D，可將報(bào)文發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)中，而控制器的接收引腳RX和收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端R相連，用于接收?qǐng)?bào)文。通過(guò)控制收發(fā)器Rs引腳可將該收發(fā)器設(shè)置為高速、斜率和等待3種不同的工作模式。為了減少因電平快速上升而引起的電磁干擾，選用斜率控制方式，將Rs引腳與一端接地的斜率電阻連接，電阻取值為100ΚΩ。在Vcc引腳接有3.3V的電壓，并接有兩個(gè)退耦電容，容抗分別取為0.1 μ F和10μ F，起到消除電路網(wǎng)絡(luò)中的中、高頻寄生耦合的作用。在CAN_H和CAN_L導(dǎo)線的終端接入120Ω的電阻作終端電阻，防止數(shù)據(jù)在導(dǎo)線終端被反射產(chǎn)生反射波而破壞數(shù)據(jù)。在核心芯片和收發(fā)器之間加有隔離光耦，對(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離，進(jìn)一步提高總線節(jié)點(diǎn)抗干擾能力。圖5為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器電源模塊電路。由于拖拉機(jī)上車(chē)載電源電壓一般為12V直流電壓，所以本發(fā)明使用LM317將拖拉機(jī)電源的12V直流電壓轉(zhuǎn)換成5V的直流電壓，然后使用TPS767D301將轉(zhuǎn)換成的5V電壓轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定、性能可靠的3.3V及1.9V直流電壓供核心芯片及外圍芯片使用。在設(shè)計(jì)電源模塊中，模擬地和數(shù)字地最后通過(guò)電感連接起來(lái)，電源和地通過(guò)電容連接起來(lái)。圖6為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路由外部有源晶振提供時(shí)鐘，晶振頻率為30MHz，經(jīng)PLL五倍頻后，最終提供150MHz的時(shí)鐘。圖7為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)控制器手動(dòng)復(fù)位電路。本發(fā)明復(fù)位電路包括上電復(fù)位電路和手動(dòng)復(fù)位電路，上電復(fù)位信號(hào)由TPS767 D301芯片自身產(chǎn)生，此復(fù)位信號(hào)可直接供DSP芯片使用。手動(dòng)復(fù)位信號(hào)由MP811芯片及復(fù)位按鍵組成，完成控制器手動(dòng)復(fù)位。本發(fā)明使用TI公司的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS3.3，對(duì)網(wǎng)關(guān)控制器通信轉(zhuǎn)換的算法進(jìn)行編程，生成可執(zhí)行文件，通過(guò)仿真器連接CCS軟件和控制器JTAG下載口，實(shí)現(xiàn)程序的調(diào)試、下載、燒寫(xiě)及固化等操作，完成網(wǎng)關(guān)控制器的設(shè)計(jì)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線之間的通信轉(zhuǎn)換，同時(shí)減少了通信不限，節(jié)約成本并提高了拖拉機(jī)的通信質(zhì)量，該網(wǎng)關(guān)控制器能夠提供其他的網(wǎng)絡(luò)接口，使得該發(fā)明具有一定的繼承性和通用性。
權(quán)利要求
1.一種拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:該網(wǎng)關(guān)控制器包括處理器、CAN接口電路、電源模塊電路、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路，所述的CAN接口電路有兩個(gè)，分別用于連接拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線，處理器與CAN接口電路相連，用于對(duì)兩條總線上數(shù)據(jù)傳輸速率、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃定以及對(duì)消息的取舍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以完成拖拉機(jī)和不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信，時(shí)鐘晶振電路與處理器相連，用于為處理器提供時(shí)鐘信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的電源模塊電路包括LM317和TPS767D301，LM317用于將拖拉機(jī)的12V直流電源轉(zhuǎn)換為5V的直流電源，TPS767D301用于將轉(zhuǎn)換成的5V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V和1.9V直流電壓供處理器、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的電源模塊電路中的模擬地和數(shù)字地通過(guò)電感相連接，電源和地通過(guò)電容相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的復(fù)位電路包括上電復(fù)位電路和手動(dòng)復(fù)位電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的JTAG電路用于程序的調(diào)試及燒 錄。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的CAN接口電路包括CAN收發(fā)器、隔離光耦和直插式接口，CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入和輸出端口通過(guò)隔離光耦與處理器相連，所述的CAN收發(fā)器采用SN65HVD230。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的CAN收發(fā)器的Rs引腳與一端接地的斜率電阻連接，Vcc引腳上并接有兩個(gè)退藕電容，用于消除電路網(wǎng)絡(luò)中的中、高頻寄生耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的CAN收發(fā)器的CAN_H和CAN_L的導(dǎo)線的終端上連接有終端電阻，用于防止數(shù)據(jù)在導(dǎo)線終端被反射產(chǎn)生的反射波破環(huán)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的斜率電阻取值為IOOK Ω，兩個(gè)退藕電容的容抗分別取值為0.1 μ F和10 μ F。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，其特征在于:所述的處理器采用DSP2000系列芯片TMS320F28335，該芯片集成有CAN總線模塊，該處理器中的CAN總線模塊與所述的兩個(gè)CAN總線接口電路相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拖拉機(jī)CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器，屬于車(chē)載電子設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的CAN總線網(wǎng)關(guān)控制器包括處理器、CAN接口電路、電源模塊電路、時(shí)鐘晶振電路和JTAG電路，CAN接口電路有兩個(gè)，分別用于連接拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線，處理器與CAN接口電路相連，用于對(duì)兩條總線上數(shù)據(jù)傳輸速率、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃定以及對(duì)消息的取舍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以完成拖拉機(jī)和不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)總線和農(nóng)具總線之間的通信轉(zhuǎn)換，同時(shí)減少了通信布線，節(jié)約成本并提高了拖拉機(jī)的通信質(zhì)量，該網(wǎng)關(guān)控制器能夠提供其他的網(wǎng)絡(luò)接口，使得該發(fā)明具有一定的繼承性和通用性。
文檔編號(hào)H04L12/66GK103220198SQ20131010791
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者周志立, 閆祥海, 徐立友, 張靜云, 張敏, 劉宗劍, 白楠, 時(shí)輝 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)