一种can总线与以太网通信的网关装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种CAN总线与以太网通信的网关装置，包括数据收发器、3.3V直流电源和用于与CAN总线通信的CAN总线接口电路，以及与数据收发器相接的RS3232与ISP串口通信电路、用于抗电磁干扰的光电隔离电路和用于与以太网通信的以太网接口电路，所述CAN总线接口电路由均与CAN总线通信的第一CAN总线接口电路和第二CAN总线接口电路组成，所述第一CAN总线接口电路与光电隔离电路相接，所述第二CAN总线接口电路与数据收发器相接。本实用新型电路简化、设计合理且使用效果好，系统的抗干扰能力强，能根据现场实际远近距离和电磁干扰环境选择是否采取光电隔离，满足系统最大通信速率和稳定可靠的通信。
【专利说明】一种CAN总线与以太网通信的网关装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于通信网关【技术领域】，具体涉及一种CAN总线与以太网通信的网关
目.ο
【背景技术】
[0002]随着技术不断的发展和内容不断的丰富，现场总线不单单只是通信标准和通信技术，现如今已被称为网络系统与控制网络，CAN总线是一种普遍应用的工业现场总线，具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低等特点，同时是一种支持分布式控制系统或实时性控制的串行通信网络。而以太网以其廉价、开放的特点成为最普及的局域网技术，它是构筑互联网的基础。CAN总线通信数据量小、可靠性高。而以太网通信数据量大、速度快，10M/100M的以太网目前已经非常成熟。将以太网作为信息传输的主干网，连接CAN总线和其它高级设备的新型网络结构是工业控制网络的发展趋势，将CAN总线接入以太网，关键是设计以太网和CAN总线间的网关装置，从而实现两个网络间的数据通信。
[0003]现有的CAN总线与以太网通信的网关装置实现上位机与现场设备的通信，一般采用单片机作为控制器连接CAN总线控制器模块和以太网控制器模块，CAN总线控制器模块通过CAN总线收发器与CAN总线进行通信，以太网控制器模块通过以太网收发器与以太网进行通信，硬件电路连接复杂。数据在传输过程中由于干扰往往导致线路无法通信，因此有必要增强系统的抗干扰能力，增加光电隔离电路，但同时也会增加总线有效回路信号的传输延迟时间，导致通信速率减小。一些现场传输距离近，电磁干扰小的场所可不用光电隔离电路，满足系统最大通信速率，另外，一些现场传输距离远，电磁干扰大需要使用光电隔离电路，因此急需一种CAN总线与以太网通信的网关装置满足现场不同环境的需求，实现CAN总线与以太网快速、可靠的通信。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其设计新颖合理，硬件电路连接简单，能够满足以太网与CAN总线近距离或远距离的稳定、可靠、快速的通信，抗干扰能力强，功能完备，实用性强，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种CAN总线与以太网通信的网关装置，包括数据收发器、3.3V直流电源和用于与CAN总线通信的CAN总线接口电路，以及与数据收发器相接的RS3232与ISP串口通信电路、用于抗电磁干扰的光电隔离电路和用于与以太网通信的以太网接口电路总线接口电路由均与CAN总线通信的第一 CAN总线接口电路和第二 CAN总线接口电路组成，所述第一 CAN总线接口电路与光电隔离电路相接，所述第二 CAN总线接口电路与数据收发器相接；所述以太网接口电路、数据收发器、光电隔离电路、CAN总线接口电路和RS3232与ISP串口通信电路均与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接。
[0006]上述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述数据收发器由ARM微控制器芯片LPC2478构成。
[0007]上述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述以太网接口电路包括芯片BCM5221和以太网接口 HR911102A，所述芯片BCM5221的第4引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第182引脚相接，所述芯片BCM5221的第62引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第190引脚相接，所述芯片BCM5221的第58引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第128引脚相接，所述芯片BCM5221的第57引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第202引脚相接，所述芯片BCM5221的第56引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第192引脚相接，所述芯片BCM5221的第52引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第156引脚相接，所述芯片BCM5221的第51引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第184引脚相接，所述芯片BCM5221的第48引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第204引脚相接，所述芯片BCM5221的第47引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第130引脚相接，所述芯片BCM5221的第42引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第180引脚相接，所述芯片BCM5221的第41引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第178引脚相接，所述芯片BCM5221的第1引脚、第2引脚、第27引脚、第28引脚和第46引脚均与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第29引脚、第32引脚、第40引脚、第45引脚、第54引脚和第63引脚均接地，所述芯片BCM5221的第31引脚与所述以太网接口 HR911102A的第1引脚相接，且通过电阻R5与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第30引脚与所述以太网接口 HR911102A的第2引脚相接，且通过电阻R4与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第26引脚与所述以太网接口 HR911102A的第7引脚相接，且通过电阻R3与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第25引脚与所述以太网接口 HR911102A的第8引脚相接，且通过电阻R2与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第10引脚通过电阻R30与所述以太网接口 HR911102A的第9引脚相接，所述芯片BCM5221的第11引脚通过电阻R31与所述以太网接口 HR911102A的第12引脚相接，所述以太网接口 HR911102A的第3引脚通过非极性电容C2接地，所述以太网接口 HR911102A的第10引脚与第11引脚均接地。
[0008]上述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述第一 CAN总线接口电路包括第一 CAN总线两端接口 P1和型号为TJA1050T的第一芯片U1，所述第一芯片U1的第4引脚为第一芯片U1的信号接收端RXD，所述第一芯片U1的第1引脚为第一芯片U1的信号发送端TXD，所述第一芯片U1的第7引脚通过依次连接的电阻R14、非极性电容C10和非极性电容C9接地，所述第一芯片U1的第6引脚通过依次连接的电阻R15、非极性电容C11和非极性电容C9接地，所述第一芯片U1的第3引脚与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接且通过非极性电容C8接地，所述第一芯片U1的第8引脚与第2引脚均接地，所述第一 CAN总线两端接口 P1的第1引脚与电阻R14和非极性电容C10的连接端相接，所述第一 CAN总线两端接口 P1的第2引脚与电阻R15和非极性电容C11的连接端相接。
[0009]上述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述光电隔离电路包括芯片ACSL-6210，所述芯片ACSL-6210的Vol引脚通过电阻R32与3.3V直流电源的3.3V电压输出端和ARM微控制器芯片LPC2478的第94引脚相接，所述芯片ACSL-6210的AN0DE2引脚与三极管Q3的集电极相接，所述三极管Q3的基极通过电阻R33与ARM微控制器芯片LPC2478的第96引脚相接，所述三极管Q3的发射极通过电阻R34与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的AN0DE1引脚与三极管Q4的集电极相接，所述三极管Q4的基极通过电阻R36与所述第一芯片U1的信号接收端RXD相接，所述三极管Q4的发射极通过电阻R35与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的Vo2引脚通过电阻R37与所述第一芯片U1的信号发送端TXD和3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的VDD1引脚和VDD2引脚均与3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的GND1引脚和GND2引脚均接地。
[0010]上述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述第二 CAN总线接口电路包括第二 CAN总线两端接口 P2和型号为TJA1050T第二芯片U2，所述第二芯片U2的第4引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第168引脚相接，所述第二芯片U2的第1引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第166引脚相接，所述第二芯片U2的第7引脚通过依次连接的电阻R16、非极性电容C14和非极性电容C13接地，所述第二芯片U2的第6引脚通过依次连接的电阻R17、非极性电容C15和非极性电容C13接地，所述第二芯片U2的第3引脚与
3.3V直流电源的3.3V电压输出端相接且通过非极性电容C12接地，所述第二芯片U2的第8引脚与第2引脚均接地，所述第二 CAN总线两端接口 P2的第1引脚与电阻R16和非极性电容C14的连接端相接，所述第二 CAN总线两端接口 P2的第2引脚与电阻R17和非极性电容C15的连接端相接。
[0011]上述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述RS3232与ISP串口通信电路包括芯片MAX3232、第一 COM端口 J1和第二 COM端口 J2，所述芯片MAX3232的第2引脚通过极性电容C17与3.3V直流电源的3.3V电压输出端和所述芯片MAX3232的第16引脚相接，所述芯片MAX3232的第15引脚接地且通过极性电容C18与所述芯片MAX3232的第6引脚相接，所述芯片MAX3232的第16引脚通过极性电容C16接地，所述芯片MAX3232的第1引脚通过极性电容C19与所述芯片MAX3232的第3引脚相接，所述芯片MAX3232的第4引脚通过极性电容C20与所述芯片MAX3232的第5引脚相接，所述芯片MAX3232的第11引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第128引脚相接，所述芯片MAX3232的第12引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第130引脚相接，所述芯片MAX3232的第10引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第202引脚相接，所述芯片MAX3232的第9引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第204引脚相接，所述芯片MAX3232的第14引脚与所述第一 COM端口 J1的第2引脚相接，所述芯片MAX3232的第13引脚与所述第一 COM端口 J1的第3引脚相接，所述第一 COM端口 J1的第5引脚接地；所述芯片MAX3232的第7引脚与所述第二 COM端口 J2的第2引脚相接，所述芯片MAX3232的第8引脚与所述第二 COM端口 J2的第3引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第7引脚通过电阻R24与三极管Q1的基极和二极管D5的阴极相接，所述三极管Q1的发射极和所述二极管D5的阳极均接地，所述三极管Q1的集电极与ARM微控制器芯片LPC2478的第110引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第9引脚通过电阻R25与三极管Q2的基极和二极管D6的阴极相接，所述三极管Q2的发射极和所述二极管D6的阳极均接地，所述三极管Q2的集电极与ARM微控制器芯片LPC2478的第35引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第5引脚接地。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本实用新型以太网接口电路包括以太网收发器芯片BCM5221和以太网接口HR911102A，以太网接口 HR911102A自带隔离变压，通信时无需另设光电隔离，避免电流过大造成通信故障，同时简化接口电路，增强装置的抗干扰性。
[0014]2、本实用新型数据收发器采用ARM微控制器芯片LPC2478，ARM微控制器芯片LPC2478自带一个以太网控制器和两路CAN总线控制器，只要加CAN总线收发器和以太网收发器就可以构成CAN节点和以太网节点，简化了硬件电路，数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478的一路CAN总线控制器通过光电隔离电路与第一 CAN总线接口电路通信形成CAN节点利用CAN总线连接远程终端设备保证数据有效且稳定的传输，数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478的另一路CAN总线控制器直接与第二 CAN总线接口电路通信形成另一个CAN节点利用CAN总线连接近距离终端设备保证数据有效且快速的传输，满足工业现场不同网络之间的远距离或近距离数据快速而且可靠的交换传输，完成CAN总线与以太网通信互联，灵活方便。
[0015]3、本实用新型设计新颖合理，结构简单，功能完备，适合在远距离或近距离不同电磁干扰的环境中使用，实用性强，便于推广使用。
[0016]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，功能完备，抗干扰性强，能根据现场实际环境选择适合的总线接口完成CAN总线与以太网快速、稳定、可靠的通信，实用性强，便于推广使用。
[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0019]图2为本实用新型数据收发器的电路原理图。
[0020]图3为本实用新型以太网接口电路的电路原理图。
[0021]图4为本实用新型光电隔离电路的电路原理图。
[0022]图5为本实用新型第一 CAN总线接口电路的电路原理图。
[0023]图6为本实用新型第二 CAN总线接口电路的电路原理图。
[0024]图7为本实用新型RS3232与ISP串口通信电路的电路原理图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1-3.3V直流电源；2—以太网接口电路；3—数据收发器；
[0027]4—光电隔离电路；5 — CAN总线接口电路；
[0028]5-1—第一 CAN总线接口电路；5-2—第二 CAN总线接口电路；6—RS3232与ISP串口通信电路。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，本实用新型包括数据收发器3、3.3V直流电源1和用于与CAN总线通信的CAN总线接口电路5，以及与数据收发器3相接的RS3232与ISP串口通信电路6、用于抗电磁干扰的光电隔离电路4和用于与以太网通信的以太网接口电路2 ;所述CAN总线接口电路5由均与CAN总线通信的第一 CAN总线接口电路5-1和第二 CAN总线接口电路5_2组成，所述第一 CAN总线接口电路5-1与光电隔离电路4相接，所述第二 CAN总线接口电路5-2与数据收发器3相接；所述以太网接口电路2、数据收发器3、光电隔离电路4、CAN总线接口电路5和RS3232与ISP串口通信电路6均与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接。
[0030]如图2所示，本实施例中，所述数据收发器3由ARM微控制器芯片LPC2478构成。
[0031]实际使用中，本实用新型的数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478本身内置一个10/100Mbps以太网控制器和两路CAN总线控制器，避免了过去利用单片机连接以太网控制器和CAN总线控制器，简化了硬件电路且避免了硬件电路带来的额外的干扰，减少通信的延迟时间，稳定性提尚。
[0032]如图3所示，本实施例中，所述以太网接口电路2包括芯片BCM5221和以太网接口HR911102A，所述芯片BCM5221的第4引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第182引脚相接，所述芯片BCM5221的第62引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第190引脚相接，所述芯片BCM5221的第58引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第128引脚相接，所述芯片BCM5221的第57引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第202引脚相接，所述芯片BCM5221的第56引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第192引脚相接，所述芯片BCM5221的第52引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第156引脚相接，所述芯片BCM5221的第51引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第184引脚相接，所述芯片BCM5221的第48引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第204引脚相接，所述芯片BCM5221的第47引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第130引脚相接，所述芯片BCM5221的第42引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第180引脚相接，所述芯片BCM5221的第41引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第178引脚相接，所述芯片BCM5221的第1引脚、第2引脚、第27引脚、第28引脚和第46引脚均与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第29引脚、第32引脚、第40引脚、第45引脚、第54引脚和第63引脚均接地，所述芯片BCM5221的第31引脚与所述以太网接口HR911102A的第1引脚相接，且通过电阻R5与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第30引脚与所述以太网接口 HR911102A的第2引脚相接，且通过电阻R4与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第26引脚与所述以太网接口 HR911102A的第7引脚相接，且通过电阻R3与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第25引脚与所述以太网接口 HR911102A的第8引脚相接，且通过电阻R2与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第10引脚通过电阻R30与所述以太网接口 HR911102A的第9引脚相接，所述芯片BCM5221的第11引脚通过电阻R31与所述以太网接口 HR911102A的第12引脚相接，所述以太网接口 HR911102A的第3引脚通过非极性电容C2接地，所述以太网接口 HR911102A的第10引脚与第11引脚均接地。
[0033]本实用新型实际使用时，由于以太网接口电路包括了以太网收发器和以太网接口，以太网接口采用的是带有隔离变压的HR911102A接口，对以太网发送的数据进行稳压降频，确保数据通信的稳定，干扰对通信的正常运行影响很大，干扰有可能导致整个通信网关无法运行，设备瘫痪，以太网接口 HR911102A对以太网节点起到抗干扰的作用，使终端传过来的数据可以通过以太网节点与上位机稳定通信。
[0034]如图4和图5所示，本实施例中，所述第一 CAN总线接口电路5_1包括第一 CAN总线两端接口 P1和型号为TJA1050T的第一芯片U1，所述第一芯片U1的第4引脚为第一芯片U1的信号接收端RXD，所述第一芯片U1的第1引脚为第一芯片U1的信号发送端TXD，所述第一芯片U1的第7引脚通过依次连接的电阻R14、非极性电容C1和非极性电容C9接地，所述第一芯片U1的第6引脚通过依次连接的电阻R15、非极性电容C11和非极性电容C9接地，所述第一芯片U1的第3引脚与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接且通过非极性电容C8接地，所述第一芯片U1的第8引脚与第2引脚均接地，所述第一 CAN总线两端接口 P1的第1引脚与电阻R14和非极性电容C10的连接端相接，所述第一 CAN总线两端接口P1的第2引脚与电阻R15和非极性电容C11的连接端相接；所述光电隔离电路4包括芯片ACSL-6210，所述芯片ACSL-6210的Vol引脚通过电阻R32与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端和ARM微控制器芯片LPC2478的第94引脚相接，所述芯片ACSL-6210的AN0DE2引脚与三极管Q3的集电极相接，所述三极管Q3的基极通过电阻R33与ARM微控制器芯片LPC2478的第96引脚相接，所述三极管Q3的发射极通过电阻R34与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的AN0DE1引脚与三极管Q4的集电极相接，所述三极管Q4的基极通过电阻R36与所述第一芯片U1的信号接收端RXD相接，所述三极管Q4的发射极通过电阻R35与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的Vo2引脚通过电阻R37与所述第一芯片U1的信号发送端TXD和3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的VDD1引脚和VDD2引脚均与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的GND1引脚和GND2引脚均接地。
[0035]在工业现场的实际使用中，远距离终端设备不可避免的大量存在，需要CAN总线进行长线传输，长线传输过程中很容易受电磁干扰或是外界其他因素影响而带来干扰，导致收发错误的信号甚至影响网关的通信，因此在CAN总线控制器和CAN收发器之间增设光电隔离电路，也就是在数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478与第一 CAN总线接口电路之间增设光电隔离电路，以降低干扰。
[0036]如图6所示，本实施例中，所述第二 CAN总线接口电路5-2包括第二 CAN总线两端接口 P2和型号为TJA1050T第二芯片U2，所述第二芯片U2的第4引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第168引脚相接，所述第二芯片U2的第1引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第166引脚相接，所述第二芯片U2的第7引脚通过依次连接的电阻R16、非极性电容C14和非极性电容C13接地，所述第二芯片U2的第6引脚通过依次连接的电阻R17、非极性电容C15和非极性电容C13接地，所述第二芯片U2的第3引脚与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端相接且通过非极性电容C12接地，所述第二芯片U2的第8引脚与第2引脚均接地，所述第二 CAN总线两端接口 P2的第1引脚与电阻R16和非极性电容C14的连接端相接，所述第二 CAN总线两端接口 P2的第2引脚与电阻R17和非极性电容C15的连接端相接。
[0037]在工业现场的实际使用中，短距离干扰小的设备终端则无需增设光电隔离电路，光电隔离电路虽然能增强系统的抗干扰能力，同时也会增加CAN总线信号传输的延迟时间，降低通信速率，增加硬件电路，为了节约成本简化硬件电路同时满足现场环境的不同需求，数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478直接与第二 CAN总线接口电路通信，满足最大速率传输。
[0038]如图7所示，本实施例中，所述RS3232与ISP串口通信电路6包括芯片MAX3232、第一 COM端口 J1和第二 COM端口 J2，所述芯片MAX3232的第2引脚通过极性电容C17与3.3V直流电源1的3.3V电压输出端和所述芯片MAX3232的第16引脚相接，所述芯片MAX3232的第15引脚接地且通过极性电容C18与所述芯片MAX3232的第6引脚相接，所述芯片MAX3232的第16引脚通过极性电容C16接地，所述芯片MAX3232的第1引脚通过极性电容C19与所述芯片MAX3232的第3引脚相接，所述芯片MAX3232的第4引脚通过极性电容C20与所述芯片MAX3232的第5引脚相接，所述芯片MAX3232的第11引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第128引脚相接，所述芯片MAX3232的第12引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第130引脚相接，所述芯片MAX3232的第10引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第202引脚相接，所述芯片MAX3232的第9引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第204引脚相接，所述芯片MAX3232的第14引脚与所述第一 COM端口 J1的第2引脚相接，所述芯片MAX3232的第13引脚与所述第一 COM端口 J1的第3引脚相接，所述第一 COM端口 J1的第5引脚接地；所述芯片MAX3232的第7引脚与所述第二 COM端口 J2的第2引脚相接，所述芯片MAX3232的第8引脚与所述第二 COM端口 J2的第3引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第7引脚通过电阻R24与三极管Q1的基极和二极管D5的阴极相接，所述三极管Q1的发射极和所述二极管D5的阳极均接地，所述三极管Q1的集电极与ARM微控制器芯片LPC2478的第110引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第9引脚通过电阻R25与三极管Q2的基极和二极管D6的阴极相接，所述三极管Q2的发射极和所述二极管D6的阳极均接地，所述三极管Q2的集电极与ARM微控制器芯片LPC2478的第35引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第5引脚接地。
[0039]本实用新型使用时，为了节约成本简化硬件电路同时满足现场环境的不同需求，数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478通过以太网控制器与以太网接口电路通信，数据收发器ARM微控制器芯片通过两路CAN总线控制器与CAN总线接口电路通信，数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478 —路CAN总线控制器通过光电隔离电路与第一 CAN总线接口电路通信形成CAN节点利用CAN总线连接远程终端设备保证数据有效且稳定的传输，数据收发器ARM微控制器芯片LPC2478另一路CAN总线控制器直接与第二 CAN总线接口电路通信形成另一个CAN节点利用CAN总线连接近距离终端设备保证数据有效且快速的传输，并且本实用新型采用多种通信方式与上位机或PC机通信，RS3232与ISP串口通信电路通过通用串口第一 COM端J1或通过专用串口 ISP第二 COM端J2在线实时与上位机或PC机通信满足不同网络不同通信接口之间的设备互联。
[0040]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种CAN总线与以太网通信的网关装置，包括数据收发器(3)、3.3V直流电源(I)和用于与CAN总线通信的CAN总线接口电路(5)，以及与数据收发器(3)相接的RS3232与ISP串口通信电路(6)、用于抗电磁干扰的光电隔离电路(4)和用于与以太网通信的以太网接口电路(2);所述CAN总线接口电路(5)由均与CAN总线通信的第一 CAN总线接口电路(5-1)和第二 CAN总线接口电路(5-2)组成，所述第一 CAN总线接口电路(5_1)与光电隔离电路⑷相接，所述第二 CAN总线接口电路(5-2)与数据收发器(3)相接；所述以太网接口电路⑵、数据收发器(3)、光电隔离电路⑷、CAN总线接口电路(5)和RS3232与ISP串口通信电路(6)均与3.3V直流电源⑴的3.3V电压输出端相接。
2.按照权利要求1所述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述数据收发器(3)由ARM微控制器芯片LPC2478构成。
3.按照权利要求2所述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述以太网接口电路(2)包括芯片BCM5221和以太网接口 HR911102A，所述芯片BCM5221的第4引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第182引脚相接，所述芯片BCM5221的第62引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第190引脚相接，所述芯片BCM5221的第58引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第128引脚相接，所述芯片BCM5221的第57引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第202引脚相接，所述芯片BCM5221的第56引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第192引脚相接，所述芯片BCM5221的第52引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第156引脚相接，所述芯片BCM5221的第51引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第184引脚相接，所述芯片BCM5221的第48引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第204引脚相接，所述芯片BCM5221的第47引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第130引脚相接，所述芯片BCM5221的第42引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第180引脚相接，所述芯片BCM5221的第41引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第178引脚相接，所述芯片BCM5221的第I引脚、第2引脚、第27引脚、第28引脚和第46引脚均与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第29引脚、第32引脚、第40引脚、第45引脚、第54引脚和第63引脚均接地，所述芯片BCM5221的第31引脚与所述以太网接口 HR911102A的第I引脚相接，且通过电阻R5与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第30引脚与所述以太网接口 HR911102A的第2引脚相接，且通过电阻R4与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第26引脚与所述以太网接口 HR911102A的第7引脚相接，且通过电阻R3与3.3V直流电源⑴的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第25引脚与所述以太网接口 HR911102A的第8引脚相接，且通过电阻R2与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片BCM5221的第10引脚通过电阻R30与所述以太网接口 HR911102A的第9引脚相接，所述芯片BCM5221的第11引脚通过电阻R31与所述以太网接口 HR911102A的第12引脚相接，所述以太网接口 HR911102A的第3引脚通过非极性电容C2接地，所述以太网接口 HR911102A的第10引脚与第11引脚均接地。
4.按照权利要求1所述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述第一 CAN总线接口电路(5-1)包括第一 CAN总线两端接口 Pl和型号为TJA1050T的第一芯片U1，所述第一芯片Ul的第4引脚为第一芯片Ul的信号接收端RXD，所述第一芯片Ul的第I引脚为第一芯片Ul的信号发送端TXD，所述第一芯片Ul的第7引脚通过依次连接的电阻R14、非极性电容ClO和非极性电容C9接地，所述第一芯片Ul的第6引脚通过依次连接的电阻R15、非极性电容Cll和非极性电容C9接地，所述第一芯片Ul的第3引脚与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接且通过非极性电容C8接地，所述第一芯片Ul的第8引脚与第2引脚均接地，所述第一 CAN总线两端接口 Pl的第I引脚与电阻R14和非极性电容ClO的连接端相接，所述第一 CAN总线两端接口 Pl的第2引脚与电阻R15和非极性电容Cll的连接端相接。
5.按照权利要求4所述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述光电隔离电路(4)包括芯片ACSL-6210，所述芯片ACSL-6210的Vol引脚通过电阻R32与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端和ARM微控制器芯片LPC2478的第94引脚相接，所述芯片ACSL-6210的AN0DE2引脚与三极管Q3的集电极相接，所述三极管Q3的基极通过电阻R33与ARM微控制器芯片LPC2478的第96引脚相接，所述三极管Q3的发射极通过电阻R34与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的ANODEl引脚与三极管Q4的集电极相接，所述三极管Q4的基极通过电阻R36与所述第一芯片Ul的信号接收端RXD相接，所述三极管Q4的发射极通过电阻R35与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的Vo2引脚通过电阻R37与所述第一芯片Ul的信号发送端TXD和3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的VDDl引脚和VDD2引脚均与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接，所述芯片ACSL-6210的GNDl引脚和GND2引脚均接地。
6.按照权利要求2所述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述第二 CAN总线接口电路(5-2)包括第二 CAN总线两端接口 P2和型号为TJA1050T第二芯片U2，所述第二芯片U2的第4引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第168引脚相接，所述第二芯片U2的第I引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第166引脚相接，所述第二芯片U2的第7引脚通过依次连接的电阻R16、非极性电容C14和非极性电容C13接地，所述第二芯片U2的第6引脚通过依次连接的电阻R17、非极性电容C15和非极性电容C13接地，所述第二芯片U2的第3引脚与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端相接且通过非极性电容C12接地，所述第二芯片U2的第8引脚与第2引脚均接地，所述第二 CAN总线两端接口 P2的第I引脚与电阻R16和非极性电容C14的连接端相接，所述第二 CAN总线两端接口 P2的第2引脚与电阻R17和非极性电容C15的连接端相接。
7.按照权利要求1所述的一种CAN总线与以太网通信的网关装置，其特征在于:所述RS3232与ISP串口通信电路(6)包括芯片MAX3232、第一 COM端口 Jl和第二 COM端口 J2，所述芯片MAX3232的第2引脚通过极性电容C17与3.3V直流电源(I)的3.3V电压输出端和所述芯片MAX3232的第16引脚相接，所述芯片MAX3232的第15引脚接地且通过极性电容C18与所述芯片MAX3232的第6引脚相接，所述芯片MAX3232的第16引脚通过极性电容C16接地，所述芯片MAX3232的第I引脚通过极性电容C19与所述芯片MAX3232的第3引脚相接，所述芯片MAX3232的第4引脚通过极性电容C20与所述芯片MAX3232的第5引脚相接，所述芯片MAX3232的第11引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第128引脚相接，所述芯片MAX3232的第12引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第130引脚相接，所述芯片MAX3232的第10引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第202引脚相接，所述芯片MAX3232的第9引脚与ARM微控制器芯片LPC2478的第204引脚相接，所述芯片MAX3232的第14引脚与所述第一 COM端口 Jl的第2引脚相接，所述芯片MAX3232的第13引脚与所述第一 COM端口 Jl的第3引脚相接，所述第一 COM端口 Jl的第5引脚接地；所述芯片MAX3232的第7引脚与所述第二 COM端口 J2的第2引脚相接，所述芯片MAX3232的第8引脚与所述第二 COM端口J2的第3引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第7引脚通过电阻R24与三极管Ql的基极和二极管D5的阴极相接，所述三极管Ql的发射极和所述二极管D5的阳极均接地，所述三极管Ql的集电极与ARM微控制器芯片LPC2478的第110引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第9引脚通过电阻R25与三极管Q2的基极和二极管D6的阴极相接，所述三极管Q2的发射极和所述二极管D6的阳极均接地，所述三极管Q2的集电极与ARM微控制器芯片LPC2478的第35引脚相接，所述第二 COM端口 J2的第5引脚接地。
【文档编号】H04L12/66GK204231388SQ201420626755
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】郑琪, 柴钰, 尚长春, 安静宇, 景宁波, 张奇 申请人:西安科技大学