一种全隔离型canbus总线收发器的制造方法
【专利摘要】一种全隔离型CANBUS总线收发器，包括一台主机、一条CANBUS通信电缆和一条电源电缆，主机外壳的一个侧面设有CANBUS通信插座；主机另一个侧面设有电源插座；主机外壳内部装有一块电路板，该电路板的电路由微处理器接口电路、CANBUS控制电路、高速光电隔离电路、CAN总线转换输出电路和DC-DC隔离电源电路组成，电路板上的连接器J1与主机外壳的CANBUS通信插座相连，电路板的VCC以及GND与主机外壳的电源插座相连。本实用新型实现了总线上各CAN节点间的电气隔离，增强CAN总线节点的抗干扰能力，有效抑制周围电路的电磁干扰和接地环路干扰。
【专利说明】—种全隔离型CANBUS总线收发器
【技术领域】
[0001]一种全隔离型CANBUS总线收发器。
【背景技术】
[0002]随着现代控制技术与通信技术的发展，现场总线技术获得了极大的发展。CAN总线作为一种现场总线，由于其接口简单，开发成本廉价，并能很好的支持分布式控制以及实时控制而得到了广泛的应用。CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，当两个节点发生同时向网络传送数据时，优先级低的节点主动停止发送，有效避免了总线冲突，CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的关系，等待通信的恢复。各通信网络节点之间的相互干扰是造成CAN总线通信错误故障的重要原因之一，这种干扰来自CAN网络本身，因此，有效的杜绝CAN网络以及周围的电磁干扰，使系统免受网络本身影响，对提高系统可靠性具有重要意义。在现有的应用中，很少有对CAN总线节点采取隔离措施以提高网络通信的可靠性，有的即使采取了一些措施，但由于设计不当，没有考虑电源的隔离，致使对总线的隔离措施毫无意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种全隔离型CANBUS总线收发器，该收发器可以很好的实现总线上各CAN节点间的电气隔离，增强CAN总线节点的抗干扰能力，有效抑制周围电路的电磁干扰和接地环路干扰，保护系统电路免受外部网络影响。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0005]所述的一种全隔离型CANBUS总线收发器，包括一台主机、一条CANBUS通信电缆和一条电源电缆。主机有一个长方形扁平外壳，主机外壳的一个侧面设有CANBUS通信插座，该CANBUS通信插座与CANBUS通信电缆相连；主机另一个侧面设有电源插座，该电源插座与电源电缆相连；主机外壳内部装有一块电路板，该电路板的电路由微处理器接口电路、CANBUS控制电路、高速光电隔离电路、CAN总线转换输出电路和DC-DC隔离电源电路组成，电路板上的连接器Jl与主机外壳的CANBUS通信插座相连，电路板的VCC以及GND与主机外壳的电源插座相连。
[0006]所述的电路板上微处理器接口电路即单片机芯片U1，单片机芯片Ul的管脚I与CAN控制芯片U2的管脚23相连，单片机芯片Ul的管脚2与CAN控制芯片U2的管脚24相连，单片机芯片Ul的管脚3与CAN控制芯片U2的管脚25相连，单片机芯片Ul的管脚4与CAN控制芯片U2的管脚26相连，单片机芯片Ul的管脚5与CAN控制芯片U2的管脚27相连，单片机芯片Ul的管脚6与CAN控制芯片U2的管脚28相连，单片机芯片Ul的管脚7与CAN控制芯片U2的管脚I相连，单片机芯片Ul的管脚8与CAN控制芯片U2的管脚2相连，单片机芯片Ul的管脚21与CAN控制芯片U2的管脚4相连，单片机芯片Ul的管脚17与CAN控制芯片U2的管脚5相连，单片机芯片Ul的管脚16与CAN控制芯片U2的管脚6相连，单片机芯片Ul的管脚30与CAN控制芯片U2的管脚3相连，单片机芯片Ul的管脚12与CAN控制芯片U2的管脚16相连。
[0007]所述的电路板上CANBUS控制电路即CAN控制芯片U2，CAN控制芯片U2的管脚23与单片机芯片Ul的管脚I相连，CAN控制芯片U2的管脚24与单片机芯片Ul的管脚2相连，CAN控制芯片U2的管脚25与单片机芯片Ul的管脚3相连，CAN控制芯片U2的管脚26与单片机芯片Ul的管脚4相连，CAN控制芯片U2的管脚27与单片机芯片Ul的管脚5相连，CAN控制芯片U2的管脚28与单片机芯片Ul的管脚6相连，CAN控制芯片U2的管脚I与单片机芯片Ul的管脚7相连，CAN控制芯片U2的管脚2与单片机芯片Ul的管脚8相连，CAN控制芯片U2的管脚4与单片机芯片Ul的管脚21相连，CAN控制芯片U2的管脚5与单片机芯片Ul的管脚17相连，CAN控制芯片U2的管脚6与单片机芯片Ul的管脚16相连，CAN控制芯片U2的管脚3与单片机芯片Ul的管脚30相连，CAN控制芯片U2的管脚16与单片机芯片Ul的管脚12相连，CAN控制芯片U2的管脚8、管脚15、管脚21与地线GND相连，CAN控制芯片U2的管脚12、管脚18、管脚22、管脚20相连。
[0008]所述的电路板上高速光电隔离电路由高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，高速光电隔离芯片U3的管脚5与地线GND相连，高速光电隔离芯片U3的管脚6经电阻R2与CAN控制芯片U2的管脚12、管脚18、管脚22、管脚20、VCC公共端相连，高速光电隔离芯片U3的管脚7、管脚8与电源VCC相连、高速光电隔离芯片U3的管脚20经电阻R3与电源VCC相连，高速光电隔离芯片U4的管脚2经电阻R4与CAN控制芯片U2的管脚19相连，同时，高速光电隔离芯片U4的管脚2与电源VCC相连，高速光电隔离芯片U4的管脚3经电阻R5与CAN控制芯片U2的管脚13相连，高速光电隔离芯片U3的管脚3经电阻R6与CAN转换芯片U5的管脚4相连，高速光电隔离芯片U4的管脚5与CAN转换芯片U5的管脚I相连，高速光电隔离芯片U3的管脚2、高速光电隔离芯片U4的管脚7、管脚8与电源+VO相连。
[0009]所述的电路板上CAN总线转换输出电路由CAN转换芯片U5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4、连接器Jl组成，CAN转换芯片U5的管脚I经电阻R7与电源+VO相连，CAN转换芯片U5的管脚2经电阻R8与模拟地相连，CAN转换芯片U5的管脚6经电阻RlO与连接器Jl的管脚2相连，CAN转换芯片U5的管脚7经电阻R9与连接器Jl的管脚I相连，连接器Jl的管脚I经电容C3与模拟地相连，连接器Jl的管脚2经电容C4与模拟地相连。
[0010]所述的电路板上DC-DC隔离电源电路由隔离电源Ml、电容Cl、电容C2、电阻Rl组成，隔离电源Ml的管脚I与电源VCC相连，隔离电源Ml的管脚2与GND相连，电容Cl跨接在隔离电源Ml的管脚1、管脚2之间，隔离电源Ml的管脚3与电源+VO相连，隔离电源Ml的管脚4与模拟地相连，电容C2与电阻Rl并联后，跨接在隔离电源Ml的管脚3、管脚4之间。
[0011]本实用新型所述的高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4的型号为6M137，CAN控制芯片CAN控制芯片U2的型号为SJA1000，CAN转换芯片U5的型号为82C250。
[0012]高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4的型号为6M137，该型号光电隔离芯片隔离效果好，速度快，增强了系统抗干扰能力；CAN控制芯片SJA1000的管脚TXD和管脚RXD通过高速光电隔离芯片6M137后与CAN转换芯片U582C250的管脚TXD和管脚RXD相连，很好的实现了总线上各CAN节点间的电气全隔离，VCC和+VO的电源通过DC-DC隔离模块完全隔离，有效抑制了周围电路的电磁干扰和接地环路干扰，从而保护系统电路免受外部网络影响，大大增强CAN总线节点的抗干扰能力，使通信稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的主机结构示意图。
[0014]图2为本实用新型的原理框图。
[0015]图3为本实用新型的电路原理图。
[0016]附图1中的部件标号为:1为主机,2为电源插座，3为电源电缆，4为CANBUS通信插座，5为CANBUS通信电缆。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例
[0018]见图1、图2、图3，一种全隔离型CANBUS总线收发器，包括一台主机1、一条CANBUS通信电缆5和一条电源电缆3。主机I有一个长方形扁平外壳,主机I外壳的一个侧面设有CANBUS通信插座4，该CANBUS通信插座4与CANBUS通信电缆5相连；主机另一个侧面设有电源插座2,该电源插座与电源电缆3相连；主机I外壳内部装有一块电路板，该电路板的电路由微处理器接口电路、CANBUS控制电路、高速光电隔离电路、CAN总线转换输出电路和DC-DC隔离电源电路组成，电路板上的连接器Jl与主机I外壳的CANBUS通信插座4相连，电路板的VCC以及GND与主机I外壳的电源插座2相连。
[0019]所述的电路板上微处理器接口电路即单片机芯片U1，单片机芯片Ul的管脚I与CAN控制芯片U2的管脚23相连，单片机芯片Ul的管脚2与CAN控制芯片U2的管脚24相连，单片机芯片Ul的管脚3与CAN控制芯片U2的管脚25相连，单片机芯片Ul的管脚4与CAN控制芯片U2的管脚26相连，单片机芯片Ul的管脚5与CAN控制芯片U2的管脚27相连，单片机芯片Ul的管脚6与CAN控制芯片U2的管脚28相连，单片机芯片Ul的管脚7与CAN控制芯片U2的管脚I相连，单片机芯片Ul的管脚8与CAN控制芯片U2的管脚2相连，单片机芯片Ul的管脚21与CAN控制芯片U2的管脚4相连，单片机芯片Ul的管脚17与CAN控制芯片U2的管脚5相连，单片机芯片Ul的管脚16与CAN控制芯片U2的管脚6相连，单片机芯片Ul的管脚30与CAN控制芯片U2的管脚3相连，单片机芯片Ul的管脚12与CAN控制芯片U2的管脚16相连。
[0020]所述的电路板上CANBUS控制电路即CAN控制芯片U2，CAN控制芯片U2的管脚23与单片机芯片Ul的管脚I相连，CAN控制芯片U2的管脚24与单片机芯片Ul的管脚2相连，CAN控制芯片U2的管脚25与单片机芯片Ul的管脚3相连，CAN控制芯片U2的管脚26与单片机芯片Ul的管脚4相连，CAN控制芯片U2的管脚27与单片机芯片Ul的管脚5相连，CAN控制芯片U2的管脚28与单片机芯片Ul的管脚6相连，CAN控制芯片U2的管脚I与单片机芯片Ul的管脚7相连，CAN控制芯片U2的管脚2与单片机芯片Ul的管脚8相连，CAN控制芯片U2的管脚4与单片机芯片Ul的管脚21相连，CAN控制芯片U2的管脚5与单片机芯片Ul的管脚17相连，CAN控制芯片U2的管脚6与单片机芯片Ul的管脚16相连，CAN控制芯片U2的管脚3与单片机芯片Ul的管脚30相连，CAN控制芯片U2的管脚16与单片机芯片Ul的管脚12相连，CAN控制芯片U2的管脚8、管脚15、管脚21与地线GND相连，CAN控制芯片U2的管脚12、管脚18、管脚22、管脚20相连。
[0021]所述的电路板上高速光电隔离电路由高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，高速光电隔离芯片U3的管脚5与地线GND相连，高速光电隔离芯片U3的管脚6经电阻R2与CAN控制芯片U2的管脚12、管脚18、管脚22、管脚20、VCC公共端相连，高速光电隔离芯片U3的管脚7、管脚8与电源VCC相连、高速光电隔离芯片U3的管脚20经电阻R3与电源VCC相连，高速光电隔离芯片U4的管脚2经电阻R4与CAN控制芯片U2的管脚19相连，同时，高速光电隔离芯片U4的管脚2与电源VCC相连，高速光电隔离芯片U4的管脚3经电阻R5与CAN控制芯片U2的管脚13相连，高速光电隔离芯片U3的管脚3经电阻R6与CAN转换芯片U5的管脚4相连，高速光电隔离芯片U4的管脚5与CAN转换芯片U5的管脚I相连，高速光电隔离芯片U3的管脚2、高速光电隔离芯片U4的管脚7、管脚8与电源+VO相连。
[0022]所述的电路板上CAN总线转换输出电路由CAN转换芯片U5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4、连接器Jl组成，CAN转换芯片U5的管脚I经电阻R7与电源+VO相连，CAN转换芯片U5的管脚2经电阻R8与模拟地相连，CAN转换芯片U5的管脚6经电阻RlO与连接器Jl的管脚2相连，CAN转换芯片U5的管脚7经电阻R9与连接器Jl的管脚I相连，连接器Jl的管脚I经电容C3与模拟地相连，连接器Jl的管脚2经电容C4与模拟地相连。
[0023]所述的电路板上DC-DC隔离电源电路由隔离电源Ml、电容Cl、电容C2、电阻Rl组成，隔离电源Ml的管脚I与电源VCC相连，隔离电源Ml的管脚2与GND相连，电容Cl跨接在隔离电源Ml的管脚1、管脚2之间，隔离电源Ml的管脚3与电源+VO相连，隔离电源Ml的管脚4与模拟地相连，电容C2与电阻Rl并联后，跨接在隔离电源Ml的管脚3、管脚4之间。
[0024]本实用新型所述的高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4的型号为6M137，CAN控制芯片CAN控制芯片U2的型号为SJA1000，CAN转换芯片U5的型号为82C250。
【权利要求】
1.一种全隔离型CANBUS总线收发器，包括一台主机、一条CANBUS通信电缆和一条电源电缆，其特征是:主机有一个长方形扁平外壳，主机外壳的一个侧面设有CANBUS通信插座，该CANBUS通信插座与CANBUS通信电缆相连；主机另一个侧面设有电源插座，该电源插座与电源电缆相连；主机外壳内部装有一块电路板，该电路板的电路由微处理器接口电路、CANBUS控制电路、高速光电隔离电路、CAN总线转换输出电路和DC-DC隔离电源电路组成，电路板上的连接 器Jl与主机外壳的CANBUS通信插座相连，电路板的VCC以及GND与主机外壳的电源插座相连。
2.根据权利要求1所述的一种全隔离型CANBUS总线收发器，其特征是:所述的电路板上微处理器接口电路即单片机芯片Ul，单片机芯片Ul的管脚I与CAN控制芯片U2的管脚23相连，单片机芯片Ul的管脚2与CAN控制芯片U2的管脚24相连，单片机芯片Ul的管脚3与CAN控制芯片U2的管脚25相连，单片机芯片Ul的管脚4与CAN控制芯片U2的管脚26相连，单片机芯片Ul的管脚5与CAN控制芯片U2的管脚27相连，单片机芯片Ul的管脚6与CAN控制芯片U2的管脚28相连，单片机芯片Ul的管脚7与CAN控制芯片U2的管脚I相连，单片机芯片Ul的管脚8与CAN控制芯片U2的管脚2相连，单片机芯片Ul的管脚21与CAN控制芯片U2的管脚4相连，单片机芯片Ul的管脚17与CAN控制芯片U2的管脚5相连，单片机芯片Ul的管脚16与CAN控制芯片U2的管脚6相连，单片机芯片Ul的管脚30与CAN控制芯片U2的管脚3相连，单片机芯片Ul的管脚12与CAN控制芯片U2的管脚16相连；所述的电路板上CANBUS控制电路即CAN控制芯片U2，CAN控制芯片U2的管脚23与单片机芯片Ul的管脚I相连，CAN控制芯片U2的管脚24与单片机芯片Ul的管脚2相连，CAN控制芯片U2的管脚25与单片机芯片Ul的管脚3相连，CAN控制芯片U2的管脚26与单片机芯片Ul的管脚4相连，CAN控制芯片U2的管脚27与单片机芯片Ul的管脚5相连，CAN控制芯片U2的管脚28与单片机芯片Ul的管脚6相连，CAN控制芯片U2的管脚I与单片机芯片Ul的管脚7相连，CAN控制芯片U2的管脚2与单片机芯片Ul的管脚8相连，CAN控制芯片U2的管脚4与单片机芯片Ul的管脚21相连，CAN控制芯片U2的管脚5与单片机芯片Ul的管脚17相连，CAN控制芯片U2的管脚6与单片机芯片Ul的管脚16相连，CAN控制芯片U2的管脚3与单片机芯片Ul的管脚30相连，CAN控制芯片U2的管脚16与单片机芯片Ul的管脚12相连，CAN控制芯片U2的管脚8、管脚15、管脚21与地线GND相连，CAN控制芯片U2的管脚12、管脚18、管脚22、管脚20相连；所述的电路板上高速光电隔离电路由高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，高速光电隔离芯片U3的管脚5与地线GND相连，高速光电隔离芯片U3的管脚6经电阻R2与CAN控制芯片U2的管脚12、管脚18、管脚22、管脚20、VCC公共端相连，高速光电隔离芯片U3的管脚7、管脚8与电源VCC相连、高速光电隔离芯片U3的管脚20经电阻R3与电源VCC相连，高速光电隔离芯片U4的管脚2经电阻R4与CAN控制芯片U2的管脚19相连，同时，高速光电隔离芯片U4的管脚2与电源VCC相连，高速光电隔离芯片U4的管脚3经电阻R5与CAN控制芯片U2的管脚13相连，高速光电隔离芯片U3的管脚3经电阻R6与CAN转换芯片U5的管脚4相连，高速光电隔离芯片U4的管脚5与CAN转换芯片U5的管脚I相连，高速光电隔离芯片U3的管脚2、高速光电隔离芯片U4的管脚7、管脚8与电源+VO相连；所述的电路板上CAN总线转换输出电路由CAN转换芯片U5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4、连接器Jl组成，CAN转换芯片U5的管脚I经电阻R7与电源+VO相连，CAN转换芯片U5的管脚2经电阻R8与模拟地相连，CAN转换芯片U5的管脚6经电阻RlO与连接器Jl的管脚2相连，CAN转换芯片U5的管脚7经电阻R9与连接器Jl的管脚I相连，连接器Jl的管脚I经电容C3与模拟地相连，连接器Jl的管脚2经电容C4与模拟地相连；所述的电路板上DC-DC隔离电源电路由隔离电源Ml、电容Cl、电容C2、电阻Rl组成，隔离电源Ml的管脚I与电源VCC相连，隔离电源Ml的管脚2与GND相连，电容Cl跨接在隔离电源Ml的管脚1、管脚2之间，隔离电源Ml的管脚3与电源+VO相连，隔离电源Ml的管脚4与模拟地相连，电容C2与电阻Rl并联后，跨接在隔离电源Ml的管脚3、管脚4之间；所述的高速光电隔离芯片U3、高速光电隔离芯片U4的型号为6M137，CAN控制芯片CAN控制芯片U2的型号为SJA1000，CAN转换芯片U5的型号为82C250。
【文档编号】H04L12/40GK203788306SQ201420122506
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】黄松林, 王庆顺, 任传富, 王建明 申请人:沈阳大学