一种CAN总线终端电阻的匹配挂载装置的制作方法

一种can总线终端电阻的匹配挂载装置
技术领域
1.本发明涉及can总线终端电阻匹配的技术领域，更具体地，涉及一种 can总线终端电阻的匹配挂载装置。


背景技术：

2.can总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，can总线网络主要挂在 can_h和can_l之间，can_h和can_l电平的性质是不同的，can_h电平的两种逻辑状态为高电平状态和高阻状态，can_l的两种逻辑状态为低电平和高阻状态，而高阻状态的电平是不确定的，因此，在差分传输的can总线中，匹配终端电阻一方面能降低can_h与can_l回路中阻抗的作用，使canh和 canl具有确定的电平，另一方面，终端电阻吸收信号反射及回波，避免反射波对原信号产生干扰。
3.如图1所示，can总线的终端电阻配置于can_h和can_l之间，一般仅能通过硬件焊接来实现，而改变仅能通过拆除来实现，若涉及到多个io模块组网时，需要硬性拆除外壳，并用电烙铁去掉多余的终端电阻，容易发生终端电阻错配现象，而一旦发生终端电阻错配现象，将引起can总线出现大量的通讯故障，影响其正常通讯，为克服这种缺陷，现有技术中公开了一种自动匹配can 总线终端电阻的装置，通过控制单元和收发器的配合计算接入can总线的终端电阻的电阻最优值，并且不需要焊接与拆卸操作，省时省力，但该装置主要侧重于终端电阻值的选取，面向can总线主机与io模块组网时的终端电阻匹配挂载问题时，无法灵活处理。


技术实现要素：

4.为解决can总线主机和io模块组网时的终端电阻匹配挂载的问题，本发明提出一种can总线终端电阻的匹配挂载装置，在can总线设备主机和 io模块组网时，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.一种can总线终端电阻的匹配挂载装置，包括：第一对外连接器p1、接入 can总线的主机、若干个接入can总线的终端电阻、第二对外连接器p2、自主机沿can总线依次接入can总线的若干个io设备、电压源单元、中央控制器单元及继电器，所述第一对外连器p1设有第一引脚与第二引脚，第一引脚连接can总线的高位线can1_h，第二引脚连接can总线的低位线can1_l；第二对外连接器p2设有第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚；第三引脚分别连接can总线的高位线can1_h及继电器触点的第一端，第四引脚分别连接can总线的低位线can1_l及继电器触点的第二端，终端电阻的两端分别连接can总线的高位线can1_h与低位线can1_l；第五引脚分别连接电压源单元及中央控制器单元的输入端，中央控制器单元的输出端输出高或低电平，控制继电器的通断；第一引脚与第二引脚短接，主机的终端电阻挂载接入，第五引脚与第六引脚悬空，io设备的终端电阻不挂载接入，第五引脚与第六引脚短接， io设备的终端电阻挂载接入。
7.在本技术方案中，对于设置于can总线上的io设备与主机，考虑io设备与主机组网时的终端电阻匹配需求，提出利用第一对外连器p1、第二对外连接器p2以及中央控制器单元之间的配合，实现终端电阻的匹配挂载，将第一对外连器p1的第一引脚与第二引脚短接，can总线的高位线can1_h与can总线的低位线can1_l之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，对应常闭触点断开，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入can总线，将第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，对应常闭触点不动作，第一端与第二端闭合，终端电阻接入can总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
8.优选地，与第一引脚连接的can总线的高位线can1_h上接入有终端电阻 r1a，终端电阻r1a的最大值为128ω，最小值为116ω，标称值为120ω，与第二引脚连接的can总线的低位线can1_l上接入有终端电阻r2a，阻值为0 ω。
9.优选地，第一引脚与第二引脚短接，can总线的高位线can1_h与can 总线的低位线can1_l之间接入终端电阻r1a与终端电阻r2a。
10.在此，将第一对外连器p1的第一引脚与第二引脚短接，can总线的高位线 can1_h与can总线的低位线can1_l之间挂载接入终端电阻，第一对外连器p1的两个引脚采用外部布线选择，通过短接与否实现在单主机接入时的终端电阻接入与否，简单方便。
11.优选地，与第三引脚连接的can总线的高位线can1_h上接入有终端电阻 r3a，阻值为0ω，第三引脚与继电器触点的第一端连接的线路上接入有电阻r5，电阻r5最大值为128ω，最小值为116ω，标称值为120ω。
12.优选地，与第四引脚连接的can总线的低位线can1_l上接入有终端电阻 r4a，阻值为0ω。
13.优选地，所述电压源单元包括电阻r6及电源vcc1，第五引脚连接电阻r6，电阻r6连接电源vcc1，第六引脚接地。
14.优选地，所述中央控制器单元包括与门模块、电阻r7、光耦合器、电阻r8 及中央处理器cpu，所述与门模块上设有引脚b、引脚a、接地引脚、电源引脚及引脚y，第五引脚分别连接与门模块的引脚b与引脚a，接地引脚接地，电源引脚连接电源vcc1，电源vcc1连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端与引脚y分别连接光耦光耦合器的第一输入端和第二输入端，所述光耦合器的输出端为光敏三极管，光敏三极管的集电极分别连接电阻r8的一端与中央处理器 cpu的输入端，光敏三极管的发射极接地，电阻r8的另一端连接3.3v电压源，中央处理器cpu的输出端连接继电器的一端，继电器的另一端连接电源vcc1。
15.优选地，所述中央处理器cpu为stm32微机控制器。stm32微机控制器自身的芯片电路本身具有输入采集与输出功能。
16.优选地，所述继电器的触点还包括悬空端，第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚悬空时，stm32微机控制器采集到第五引脚输入的高电平，stm32 微机控制器输出低电平，继电器触点的第一端与第二端不闭合，第一端与悬空端连接，电阻r5不接入，io设备的终端电阻不挂载接入can总线。
17.优选地，第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚短接时，stm32微机控制器采集
到第五引脚输入的低电平，stm32微机控制器输出高电平，继电器触点的第一端与第二端闭合，电阻r5接入，io设备的终端电阻挂载接入can总线。
18.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
19.本发明提出一种can总线终端电阻的匹配挂载装置，利用第一对外连器p1、第二对外连接器p2以及中央控制器单元之间的配合，实现终端电阻的匹配挂载，将第一对外连器p1的第一引脚与第二引脚短接，can总线的高位线 can1_h与can总线的低位线can1_l之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入can总线，将第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，第一端与第二端闭合，终端电阻接入can总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
附图说明
20.图1表示本发明背景技术中提出的can总线的终端电阻配置于can_h和 can_l之间示意图；
21.图2表示本发明实施例1中提出的主机和多个io设备组网形成的can网络；
22.图3表示本发明实施例1中提出的can总线终端电阻的匹配挂载装置的电路结构图；
23.其中，1-电压源单元；2-中央控制器单元。
具体实施方式
24.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
25.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
26.对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
27.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
28.实施例1
29.图2所示的can网络中，框线内表示终端电阻，常规对于终端电阻的挂载接入或断开时，一般采用焊接或拆卸的方式，十分不灵活，为解决当前无法灵活处理can总线主机与io模块组网时的终端电阻匹配挂载问题，本实施例提出一种can总线终端电阻的匹配挂载装置，该装置的电路结构图如图3所示，参见图3，装置包括：第一对外连接器p1、接入can总线的主机(直观的主机接入可参见图1)、若干个接入can总线的终端电阻、第二对外连接器p2、自主机沿can总线依次接入can总线的若干个io设备(直观的io设备接入示意可参见图1)、电压源单元1、中央控制器单元2及继电器，参见图3，接入can 总线的终端电阻有r1a、r2a、r3a、r4a、r5，终端电阻的两端分别连接can 总线的高位线can1_h与低位线can1_l，但对于设置于can总线上的io设备与主机，要根据io设备与主机组网时的终端电阻匹配需求，实现r1a、r2a、 r3a、r4a、r5的合理挂载接入。
30.参见图3，第一对外连器p1设有第一引脚与第二引脚，第一引脚与第二引脚在图3的第一对外连接器p1中分别对应标记“1”和标记“2”，第一引脚连接 can总线的高位线can1_h，第二引脚连接can总线的低位线can1_l，在高位线can1_h上设置有与第一引脚连接的电阻r1a，在低位线can1_l上设置有与第二引脚连接的电阻r2a；can总线继续延伸，依次设有中间io设备与末端io设备；第二对外连接器p2设有第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚；其中，在图3中，第二对外连接器p2的第三引脚、第四引脚、第五引脚及第六引脚对应第二对外连接器p2的“1”、“2”、“3”、“4”标记，第三引脚分别连接 can总线的高位线can1_h及继电器触点的第一端，第一端用“9”标记，第四引脚分别连接can总线的低位线can1_l及继电器触点的第二端，第二端用“10”标记；第五引脚分别连接电压源单元1及中央控制器单元2的输入端，中央控制器单元2的输出端输出高或低电平，控制继电器的通断；
31.整体上：第一引脚与第二引脚短接，主机的终端电阻挂载接入，第五引脚与第六引脚悬空，io设备的终端电阻不挂载接入，第五引脚与第六引脚短接，io 设备的终端电阻挂载接入。将第一对外连器p1的第一引脚与第二引脚短接，can 总线的高位线can1_h与can总线的低位线can1_l之间挂载接入终端电阻，将第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚悬空，中央控制器单元自动采集到第五引脚的高电平输入，而输出低电平，继电器的触点在低电平的作用下，第一端与第二端不闭合，终端电阻不接入can总线，将第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚短接，中央控制器单元自动采集到第五引脚的低电平输入，而输出高电平，继电器的触点在高电平的作用下，第一端与第二端闭合，终端电阻接入can总线，保证了终端电阻的快捷匹配挂载，操作简单方便。
32.对于终端电阻r1a，接于第一引脚连接的can总线的高位线can1_h上，终端电阻r1a的最大值为128ω，最小值为116ω，标称值为120ω，在本实施例中，r1a为120ω，与第二引脚连接的can总线的低位线can1_l上接入有终端电阻r2a，阻值为0ω，第一引脚与第二引脚短接，can总线的高位线 can1_h与can总线的低位线can1_l之间接入终端电阻r1a与终端电阻r2a。即将第一对外连器p1的第一引脚与第二引脚短接，can总线的高位线can1_h 与can总线的低位线can1_l之间挂载接入终端电阻，第一对外连器p1的两个引脚采用外部布线选择，通过短接与否实现在单主机接入时的终端电阻接入与否，简单方便。
33.在本实施例中，与第三引脚连接的can总线的高位线can1_h上接入有终端电阻r3a，阻值为0ω，第三引脚与继电器触点的第一端“9”连接的线路上接入有电阻r5，电阻r5最大值为128ω，最小值为116ω，标称值为120ω，电阻r5取120ω，与第四引脚连接的can总线的低位线can1_l上接入有终端电阻r4a，阻值为0ω。
34.参见图3，电压源单元1包括电阻r6及电源vcc1，第五引脚连接电阻r6，电阻r6连接电源vcc1，第六引脚接地，电阻r6作为接入电阻使用。
35.中央控制器单元2包括与门模块、电阻r7、光耦合器、电阻r8及中央处理器cpu，与门模块上设有引脚b、引脚a、接地引脚、电源引脚及引脚y，第五引脚分别连接与门模块的引脚b与引脚a，接地引脚接地，电源引脚连接电源 vcc1，电源vcc1连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端与引脚y分别连接光耦光耦合器的第一输入端和第二输入端，所述光耦合器的输出端为光敏三极管，光敏三极管的集电极分别连接电阻r8的一端与中央处理器cpu的输入端，光敏三极管的发射极接地，电阻r8的另一端连接3.3v电压源，中央处理器cpu的输出端连接继电器的一端，继电器的另一端连接电源vcc1。在本实施例中，所述中央处理器cpu为
stm32微机控制器，stm32微机控制器自身的芯片电路本身具有输入采集与输出功能。
36.参见图3，继电器的触点还包括悬空端，在图3中，触点用k1表示，悬空端如图3中k1“3”和“5”对应的端，第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚悬空时，stm32微机控制器采集到第五引脚输入的高电平，stm32微机控制器输出低电平，继电器触点的第一端与第二端不闭合，第一端与悬空端连接，电阻r5不接入，io设备的终端电阻不挂载接入can总线。这里对于stm32微机控制器高、低电平的输入以及采集、输出，是其本身的芯片电路自有的输入输出功能实现。
37.同理，第二对外连接器p2的第五引脚与第六引脚短接时，stm32微机控制器采集到第五引脚输入的低电平，stm32微机控制器输出高电平，继电器触点的第一端与第二端闭合，电阻r5接入，io设备的终端电阻挂载接入can总线。
38.实施例2
39.基于图3所示的电路结构图，下面从单主机和单个io设备组网方面进行说明，主机是can网络首端，利用第一对外连接器p1、采用外部布线选择，第一对外连接器p1的第一引脚和第二引脚短接，can总线的高位线can1_h与can 总线的低位线can1_l之间接入终端电阻r1a与终端电阻r2a，r1a为120ω，终端电阻r2a为0ω，主机挂载接入120ω终端电阻；而第一引脚和第二引脚不短接时，120ω的终端电阻将不挂载接入。
40.io设备通过第二对外连接器p2的引脚在外的布线插头选择是否挂终端电阻，将第二对外连接器p2的第五引脚和第六引脚短接，第五引脚输入低电平，中央处理器cpu采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器cpu输出高电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”闭合，电阻r5接入can 总线，实现了io设备的终端电阻挂载接入can总线；
41.将第二对外连接器p2的第五引脚和第六引脚悬空，第五引脚输入高电平，中央处理器cpu采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器cpu 输出低电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”断开，第一端与悬空端连接，电阻r5断开，io设备的终端电阻不挂载接入can总线。
42.以上过程不需要拆卸或者焊接，仅通过第一对外连接器p1和第二对外连接器p2的外接布线配合，即可实现终端电阻的挂载。
43.实施例3
44.基于图3所示的电路结构图，下面从单主机和多个io设备组网方面进行说明，主机是can网络首端，利用第一对外连接器p1、采用外部布线选择，第一对外连接器p1的第一引脚和第二引脚短接，can总线的高位线can1_h与can 总线的低位线can1_l之间接入终端电阻r1a与终端电阻r2a，r1a为120ω，终端电阻r2a为0ω，主机挂载接入120ω终端电阻；而第一引脚和第二引脚不短接时，120ω的终端电阻将不挂载接入。
45.中间io设备通过第二对外连接器p2的引脚在外的布线插头选择是否挂终端电阻，第二对外连接器p2的第五引脚和第六引脚悬空，第五引脚输入高电平，中央处理器cpu采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器cpu 输出低电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”断开，第一端与悬空端连接，电阻r5断开，io设备的终端电阻不挂载接入can总线。
46.末端io设备通过第二对外连接器p2的第五引脚和第六引脚短接，第五引脚输入低电平，中央处理器cpu采集到第五引脚输入的低电平，通过自身设置，中央处理器cpu输出高
电平，继电器触点的第一端“9”与第二端“10”闭合，电阻r5接入can总线，实现了io设备的终端电阻挂载接入can总线；
47.以上过程不需要拆卸或者焊接，仅通过第一对外连接器p1和第二对外连接器p2的外接布线配合，即可实现终端电阻的挂载。
48.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。