一种基于CAN的单片机多节点下载器的制作方法

本实用新型涉及数据传输技术领域，具体涉及一种基于CAN的单片机多节点下载器。

背景技术：

一般单片机芯片出厂时候厂家会预先烧写Bootloader程序(即ISP)在里面，用户便可通过串口下载程序更新代码。每次上电复位时这段代码会优先于用户自己的代码启动，以决定是否更新程序。不同厂家会为自己的产品设计bootloader，方式用的都是串口，不同厂家的bootloader不同，而且一般要用厂家提供的专用ISP软件。

比ISP先进一些的是IAP。IAP允许用户程序修改flash，即允许用户自定义Bootloader，即有两个Bootloader，原厂一个，自定义一个。为了避免被擦除，bootloader部分代码一般放在特定位置(划出一块区域来专门存放bootloader代码)，通过自定义bootloader烧写flash的方式更加灵活。

当一系统具有两个以上的MCU单元，或者MCU的安装不易拆卸，每次更新代码需要花费大量的劳动力于拆卸装置。利用自定义的bootloader，通过串口转CAN进行协议转换，即可较方便地实现单片机多节点代码更新。节约劳动成本。且自定义bootloader的设计方式更为灵活，不同单片机也可使用相同上位机，提高代码更新效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于CAN的单片机多节点下载器。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于CAN的单片机多节点下载器，所述的下载器包括：USB接口模块、USB转串口模块、单片机控制模块、有源晶振模块、电平隔离及转换模块、CAN接口模块和SWD下载接口模块，

其中，所述的USB接口模块、所述的USB转串口模块、所述的电平隔离及转换模块、所述的单片机控制模块依次连接，所述的有源晶振模块、所述的CAN接口模块、所述的SWD下载接口模块分别与所述的单片机控制模块相连接，所述的SWD下载接口模块为所述的单片机控制模块提供下载接口；

所述的USB接口模块通过上位机软件控制，接受并发送符合USB协议的逻辑代码至所述的USB转串口模块；所述的USB转串口模块对符合USB协议的逻辑代码进行协议转换，转换后的串口信号经过所述的电平隔离及转换模块，输入到兼容3.3V的所述的单片机控制模块，所述的单片机控制模块对接受的串口数据包进行解析，打包并发送至在同一CAN总线的下位机。

进一步地，所述的有源晶振模块采用8M有源晶振，为所述的单片机控制模块提供时钟信号输入。

进一步地，所述的下载器还包括电源模块，所述的电源模块包括spx3819芯片及其匹配电容、电阻，实现5V电压转成3.3V，为所述的单片机控制模块和所述的电平隔离及转换模块供电。

进一步地，所述的USB接口模块为USB接口，所述的USB接口采用Micro USB B型接口。

进一步地，所述的USB转串口模块包括USB协议转换芯片及其匹配电容、电阻，其USB协议转换芯片型号采用CH430。

进一步地，所述的电平隔离及转换模块包括电平转换芯片及其匹配电容、电阻，其电平转换芯片实现数据在两种逻辑电平之间进行转换，电平转换芯片型号采用ADUM3201。

进一步地，所述的单片机控制模块为带CAN总线功能的单片机芯片及其匹配电容、电阻，其单片机芯片型号为stm32f103C8T6。

进一步地，所述的CAN接口模块包括CAN总线收发器芯片及其匹配电容、电阻，其CAN总线收发器芯片型号为SN65HVD230D。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、相比传统方式，本实用新型可实现多节点同时更新，并能通过CAN报文的ID实现不同节点的代码更新。

2、CAN通讯只需要两根数据线，可以很方便地远程实现单片机代码更新。面对不易拆卸且多有较多节点单片机的系统，可以将所有节点单片机通过CAN网络连接起来。只留预留两根数据线便可方便地实现所有节点单片机的代码更新。

3、本实用新型既能满足相同类型单片机节点的代码烧录，也可实现不同类型单片机的代码升级，更加具有通用性。

附图说明

图1是本实用新型公开的一种基于CAN的单片机多节点下载器的结构框图；

图2是本实用新型公开的一种基于CAN的单片机多节点下载器的功能框图；

图3是本实用新型在具体实施例中公开的一种基于CAN的单片机多节点下载器的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如附图1所示，本实施例公开了一种基于CAN总线的单片机多节点下载器，包括USB接口模块、USB转串口模块、单片机控制模块、有源晶振模块、电平隔离及转换模块、CAN接口模块、SWD下载接口模块。所述的USB接口模块、所述的USB转串口模块、所述的电平隔离及转换模块、所述的单片机控制模块依次连接，所述的有源晶振模块、所述的CAN接口模块、所述的SWD下载接口模块分别与所述的单片机控制模块相连接。

其中，USB接口模块为USB接口，所述的USB接口采用Micro USB B型接口。

其中，USB转串口模块为USB协议转换芯片，USB协议转换芯片型号采用CH430。

其中，电平隔离及转换模块为电平转换芯片，实现数据在两种逻辑电平之间进行转换，型号采用ADUM3201。

其中，单片机控制模块为带CAN总线功能的单片机芯片，型号为stm32f103C8T6。

其中，CAN接口模块为CAN总线收发器芯片，其型号为SN65HVD230D。

其中，有源晶振模块为8M有源晶振，提供8M的震荡频率输出。

其中，SWD下载接口模块为SWD下载接口。

USB接口模块包括Micro USB B型接口、ESD保护电路，其中，ESD保护电路由电源模块提供5V的输入电源。

USB转串口模块为USB协议转换芯片，包括CH340芯片及其匹配电容电阻。

电平隔离及转换模块包括ADUM3201芯片及其匹配电容、电阻。

单片机控制模块，包括带CAN总线功能的stm32f103c8t6及其匹配电容电阻。

CAN接口模块，包括SN65HVD230D芯片及其匹配电容、电阻。

USB接口模块通过上位机软件控制，接受并发送符合USB协议的逻辑代码至USB协议转换芯片；USB协议转换芯片对符合USB协议的逻辑代码进行协议转换，转换后的串口信号经过电平转换芯片，输入到兼容3.3V的单片机控制模块。单片机控制模块对接受的串口数据包进行解析，打包并发送至在同一CAN总线的下位机。

电源模块包括spx3819芯片及其匹配电容、电阻，实现5V电压转成3.3V，为单片机控制模块和电平隔离及转换模块供电。所述电平隔离及转换模块实现数据在两种逻辑电平之间进行转换；所述8M有源晶振模块为单片机控制模块提供时钟信号输入；所述SWD下载接口模块为单片机控制模块提供下载接口。

实施例二

如图3所示，图3给出了本实用新型公开的一种基于CAN的单片机多节点下载器的具体实现结构框图。图2给出了基于CAN的单片机多节点下载器的功能框图。

其中，USB接口模块为USB接口，USB接口采用Micro USB B型接口。USB转串口模块为USB协议转换芯片，协议转换芯片型号为CH430。电平隔离及转换模块为电平转换芯片，型号为ADUM3201。单片机控制模块为带CAN总线功能的单片机芯片，型号为stm32f103C8T6。CAN接口模块为CAN总线收发器芯片，其型号为SN65HVD230D。有源晶振模块为8M有源晶振。SWD下载接口模块为SWD下载接口。

USB接口模块包括Micro USB B型接口、ESD保护电路，其中ESD保护电路连接5V的输入电源；电源模块包括spx3819芯片及其匹配电容、电阻。

电源模块包括spx3819芯片及其匹配电容、电阻，实现5V电压转成3.3V，为单片机控制模块和电平隔离及转换模块供电。

电平隔离及转换模块包括ADUM3201芯片及其匹配电容、电阻。

单片机控制模块，包括带CAN总线功能的stm32f103c8t6及其匹配电容电阻。

CAN接口模块，包括SN65HVD230D芯片及其匹配电容、电阻。

本实用新型的功能框图如图2所示：上位机软件通过USB接口模块向USB转串口模块(USB协议转换器)发送扫描指令，扫描指令经过电平转换隔离模块后将串口信号发送到单片机控制模块，单片机控制模块收到控制信号后，产生对应的节点查询控制指令，与单片机控制模块连接在同一节点的单片机，将返回节点ID。同时，单片机控制模块将接收到的节点信息返回上位机。并将节点信息显示在上位机上。通过在上位机上对不同的ID进行选择，便可往指定节点ID的下位机发送更新代码指令。接收到更新代码指令的下位机，将通过自行擦除指定FLASH分区数据，并在擦除完成后向单片机控制模块返回擦除完成指令。在收到单片机控制模块返回的擦除完成指令后，上位机将进行bin文件的解析以及传输。每1024字节数据块后附加4字节CRC校验码，单片机控制模块将数据发送至指定ID节点，指定节点进行数据解校验无误后烧录进FLASH，并对烧录后的FLASH数据进行二次检验，无误后即将烧录成功指令至上位机。以进行下一数据块的传输。上述任一过程出错，都将返回烧录错误指令，并终止数据传输。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。