一种用于自动连接CAN终端电阻的节点的制作方法

一种用于自动连接can终端电阻的节点
技术领域
1.本实用新型属于can总线技术领域，更具体地，涉及一种用于自动连接can终端电阻的节点。


背景技术：

2.can总线是基于差分线缆的多节点并联组网通信网络，各个can节点之间只需要canh和canl两芯线缆连接，连接简单，扩展方便，在工业中被广泛使用。can总线依赖于canh和canl线缆上的差分电平实现通信，为了消除信号在can线缆终端的反射，需要在位于can总线两端的终端节点上各接入一个终端匹配电阻，而位于can总线中间位置的中间节点不接入该匹配电阻。接入can总线中的can节点通常是动态变化的，当在现有can总线网络中接入新的can节点或移除can终端节点时，can总线网络的终端节点将发生改变，此时就需要重新调整新的can 终端节点的终端匹配电阻。
3.为了实现上述调整终端匹配电阻的目的，现有方法有两种，第一种是通过人工的方式识别终端节点，然后在该终端节点上手动连接终端匹配电阻或以其他通信手段控制连接终端匹配电阻；第二种是通过can中间节点输入电源电压驱动继电器以连接终端匹配电阻。
4.然而，上述两种方法均存在一些不可忽略的缺陷：第一、需要人工识别 can节点是中间节点还是终端节点，并根据识别结果手动连接或断开各个 can节点的终端匹配电阻；第二、无法自动适应新的can节点接入或现有can节点断开，此时can终端节点发生变化，需要重新人工识别所有节点是否为终端节点并手动连接终端匹配电阻；第三、通过can中间节点输出电源以驱动下一can节点的继电器连接终端匹配电阻，can总线线缆中需要增加电源线和地线，电源线、地线与can信号线之间会形成相互干扰，需要在各个节点的电源和can信号线中增加相应的去干扰器件，并降低can总线信号的传输速率并增加传输误码率。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种自动连接can终端匹配电阻的电路，其目的在于，解决现有调整终端匹配电阻的方法存在的需要人工识别can节点是中间节点还是终端节点的技术问题，以及需要重新人工识别所有节点是否为终端节点并手动连接终端匹配电阻的技术问题，以及由于需要在各个节点的电源和can信号线中增加相应的去干扰器件，导致会降低can总线信号的传输速率，并增加传输误码率的技术问题。
6.为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种用于自动连接can终端电阻的节点，包括异或门、can收发器、第一can总线插座、第二can总线插座、第一can总线插头、第二can总线插头、第一电阻、第二电阻、第三电阻、以及可控开关，第一can总线插座和第二can 总线插座均设有多个引脚，第一can总线插座和第二can总线插座的第 1引脚分别连接至异或门的两个输入端，并分别通过第一电阻和第二电阻连接至正电源vcc，第2引脚
均接地，异或门的输出端连接可控开关；
7.第一can总线插座和第二can总线插座的第3引脚均与can收发器电连接，用于传输canh信号；
8.第一can总线插座和第二can总线插座的第4引脚均与can收发器电连接，用于传输canl信号；
9.第一can总线插座的第4引脚还通过第三电阻和可控开关连接到第一 can总线插座的第3管脚；
10.第二can总线插座的第4引脚还通过第三电阻和可控开关连接到第二can总线插座3的第3管脚。
11.优选地，异或门的两个输入端分别连接第一can总线插座的第1引脚输出的第一连接信号、以及第二can总线插座的第1引脚所输出的第二连接信号。
12.优选地，当第一连接信号和第二连接信号均为高电平或均为低电平时，异或门输出低电平，可控开关断开，第三电阻被断开；
13.当第一连接信号和第二连接信号不等时，异或门输出高电平，可控开关闭合，第三电阻被接入。
14.优选地，第一can总线插头和第二can总线插头均设有多个引脚；
15.第一can总线插头的第1引脚与第一can总线插头的第2引脚直接相连；
16.第二can总线插头的第1引脚与第二can总线插头的第2引脚直接相连。
17.优选地，一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插头的第3引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can 总线插座的第3引脚，用于传输canh信号；
18.一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插头的第4 引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插座的第4引脚，用于传输canl信号；
19.一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二can总线插头的第3 引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二can总线插座的第3引脚，用于传输canh信号；
20.一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二can总线插头的第4 引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二can总线插座的第4引脚，用于传输canl信号。
21.优选地，当第一can总线插头接入第一can总线插座时，第一can 总线插座的第1引脚与第2引脚相连，第一can总线插座的第1引脚输出低电平；
22.当第一can总线插座未接入第一can总线插头时，第一can总线插座的第1引脚与第2引脚断开，第一can总线插座的第1引脚输出高电平。
23.优选地，当第二can总线插头接入第二can总线插座时，第二can 总线插座的第1引脚输出低电平；
24.当第二can总线插头未接入第二can总线插座时，第二can总线插座的第1引脚输出高电平。
25.优选地，第一电阻和第二电阻的阻值大小相同，且都大于10k欧姆；
26.第三电阻的电阻大小为120欧姆；
27.可控开关是使用的mos开关。
28.优选地，第一can总线插座和第二can总线插座完全相同，其都是采用航空插座；
29.第一can总线插头和第二can总线6插头完全相同，其都是采用航空插头。
30.优选地，使用中，当第一can总线插头接入第一can总线插座，或第二can总线插头接入第二can总线插座时，该用于自动连接can终端电阻的节点是用作终端节点；当第一can总线插头接入第一can总线插座，且第二can总线插头接入第二can总线插座时，该用于自动连接 can终端电阻的节点是用作中间节点。
31.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
32.1)由于本实用新型中所有用于自动连接can终端电阻的节点可通过接入线缆的变化自动识别是中间节点还是终端节点，以及是否处于离线状态，并自动接入或断开终端匹配电阻；
33.2)由于本实用新型中所有用于自动连接can终端电阻的节点始终监测节点位置的变化，当有新的用于自动连接can终端电阻的节点接入或终端节点断开时，可立即识别用于自动连接can终端电阻的节点位置的改变，并自动接入或断开终端匹配电阻，可完全自动适应can总线节点的任意变化；
34.3)由于本实用新型中的can总线仅需使用2芯线缆，通过增加2颗上拉电阻形成连接器的检测信号并进行异或变换，实现完整的自动识别节点位置和自动切换终端匹配电阻的功能，系统成本低，结构简单。
附图说明
35.图1是本实用新型用于自动连接can终端电阻的节点所组成的can 总线的网络结构示意图；
36.图2是本实用新型用于自动连接can终端电阻的节点的示意框图。
具体实施方式
37.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
38.如图2所示，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于自动连接 can终端电阻的节点，包括异或门1、can收发器2、第一can总线插座 3、第二can总线插座4、第一can总线插头5、第二can总线插头6、第一电阻7、第二电阻8、第三电阻9、以及可控开关10。
39.参考图1所示，第一个用于自动连接can终端电阻的节点和第n个用于自动连接can终端电阻的节点作为can总线的终端节点，第二个用于自动连接can终端电阻的节点～第n
‑
1个用于自动连接can终端电阻的节点作为can总线的中间节点。
40.第1根can线缆的一端通过第一个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插头接入第一个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插座，第1根can线缆的另一端通过第二个用于自动连接 can终端电阻的节点的第一can总线插头接入第二个用于自动连接can 终端电阻的节点的第一can总线插座，使得第一个用于自动连接can终端电阻的节点与第二个用于自动连接can终端电阻的节点相互连接；
41.第2根can线缆的一端通过第二个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插头接入第二个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插座，第2根can线缆的另一端通过第三个用于自动连接 can终端电阻的节点的第一can总线插头接入第三个用于自动连接can 终端电阻的节点的第一can总线插座，使得第一个用于自动连接can终端电阻的节点至第三个用于自动连接can终端电阻的节点相互连接，
……
，以此类推；
42.第n
‑
1根can线缆的一端通过第n
‑
1个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插头接入第n
‑
1个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插座，第n
‑
1根can线缆的另一端通过第n个用于自动连接can终端电阻的节点的第一can总线插头接入第n个用于自动连接can终端电阻的节点的第一can总线插座，使得第一个用于自动连接can终端电阻的节点至第n个用于自动连接can终端电阻的节点相互连接；
43.作为终端节点的第一个用于自动连接can终端电阻的节点的第一 can总线插座被留空，作为终端节点的第n个用于自动连接can终端电阻的节点的第二can总线插座被留空，其中n为正整数。
44.can线缆包含两芯双绞信号线，分别用于传输can总线的canh和 canl信号。
45.第一can总线插座3和第二can总线插座4均设有多个引脚，第一can总线插座3和第二can总线插座4的第1引脚均连接至异或门1，并分别通过第一电阻7和第二电阻8连接至正电源vcc(其通常是3.3～5v)，第2引脚均接地，第一can总线插座3和第二can总线插座4的第3引脚均与can收发器2电连接，用于传输canh信号，第一can总线插座 3和第二can总线插座4的第4引脚均与can收发器2电连接，用于传输canl信号，第一can总线插座3的第4引脚还通过第三电阻9和可控开关10连接到第一can总线插座3的第3管脚，第二can总线插座4 的第4引脚还通过第三电阻9和可控开关10连接到第二can总线插座3 的第3管脚。
46.第一can总线插头5和第二can总线插头6均设有多个引脚，第一 can总线插头5的第1引脚与第一can总线插头5的第2引脚直接相连，第二can总线插头6的第1引脚与第二can总线插头6的第2引脚直接相连，一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插头5的第3引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插座3的第3引脚，用于传输canh信号，一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插头5的第4引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第一can总线插座3的第4引脚，用于传输 canl信号，一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二can总线插头6的第3引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二 can总线插座4的第3引脚，用于传输canh信号，一个用于自动连接 can终端电阻的节点中第二can总线插头6的第4引脚连接到另一个用于自动连接can终端电阻的节点中第二can总线插座4的第4引脚，用于传输canl信号。使自动连接can终端电阻的节点1～自动连接can终端电阻的节点n的canh相互连接，自动连接can终端电阻的节点1～自动连接can终端电阻的节点n的canl相互连接，自动连接can终端电阻的节点1～自动连接can终端电阻的节点n形成can通讯网络。
47.使用中，当第一can总线插头5接入第一can总线插座3，或第二 can总线插头6接入第二can总线插座4时，该用于自动连接can终端电阻的节点是用作终端节点；当第一can总线插头5接入第一can总线插座3，且第二can总线插头6接入第二can总线插座4时，该用于自动连接can终端电阻的节点是用作中间节点。
48.更具体地，当第一can总线插头5接入第一can总线插座3(即第一can总线插头5的
第1、2、3、4引脚分别与第一can总线插座3的第 1、2、3、4引脚连接)时，第一can总线插座3的第1引脚与第2引脚相连，第一can总线插座3的第1引脚输出低电平；当第一can总线插座 3未接入第一can总线插头5时，第一can总线插座3的第1引脚与第 2引脚断开，第一can总线插座3的第1引脚输出高电平；
49.与上同理，当第二can总线插头6接入第二can总线插座4时，第二can总线插座4的第1引脚输出低电平；当第二can总线插头6未接入第二can总线插座4时，第二can总线插座4的第1引脚输出高电平。
50.具体而言，第一电阻7和第二电阻8的阻值大小相同，且都大于10k欧姆，第三电阻9的电阻大小为120欧姆，可控开关10是使用的mos开关。
51.第一can总线插座3和第二can总线插座4完全相同，其都是采用航空插座。
52.第一can总线插头5和第二can总线6插头完全相同，其都是采用航空插头。
53.异或门1的两个输入端分别连接第一can总线插座3的第1引脚输出的第一连接信号、以及第二can总线插座4的第1引脚所输出的第二连接信号，异或门1的输出端连接可控开关10；
54.当第一连接信号和第二连接信号均为高电平或均为低电平时，异或门1 输出低电平，可控开关10断开，第三电阻9被断开；当第一连接信号和第二连接信号不等时，异或门1输出高电平，可控开关10闭合，第三电阻9 被接入。
55.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。