系：
[0030] 引脚1连接至程序下载接口 U7的引脚9 ;引脚2RXD和引脚3TXD分别通过47K的 上拉电阻R1、R2(型号均为：RMK2012KB473FM)连接至ADM3053芯片Ul的引脚4RXD和引脚 5TXD ;引脚5RXD和引脚6TXD分别通过47K的上拉电阻R1、R2 (型号均为：RMK2012KB473FM) 连接至ADM3053芯片U2的引脚4RXD和引脚5TXD ;引脚7连接至程序下载接口 U7的引脚 5 ;引脚9、23、29、41连接+5V电源；引脚4、24、36、38、39、44连接至+5V电源地；引脚18~ 21不连接；引脚26连接至程序下载接口 U7的引脚1 ;引脚32连接至程序下载接口 U7的引 脚3 ;引脚37通过5. 1Ω电阻R20(型号为RMK2012KB512FM)连接至有源晶振U6的引脚3。
[0031] 有源晶振U6的外部连接关系：
[0032] 引脚1和引脚4连接至+5V电源；引脚2连接+5V电源地，并与EPM7032STI44-5 可编程逻辑控制芯片U3的引脚37之间连接电容（C33容值为22pF，型号为 CT41-0805-CG-50V-220JWP)〇
[0033] ISP程序下载电路接口 U7的外部连接关系：
[0034] 引脚1通过电阻R18连接至+5V电源地；引脚2和引脚10连接至+5V电源地；引 脚4连接至+5V电源；引脚5通过电阻R17连接至+5V电源；引脚6、7、8不连接；引脚9通 过电阻R19连接至+5V电源。
[0035] 按键复位电路外部连接关系：
[0036] EPM7032STI44-5可编程逻辑控制芯片U3的引脚22连接复位按钮开关 KAN-A8-3-G的引脚1，同时通过限流电阻R21 (型号为RMK2012KB102FM)连接至+5V电源， 复位按钮开关KAN-A8-3-G的引脚2连接至+5V电源地。
[0037] 3、可编程逻辑控制模块的实现
[0038] 可编程逻辑控制模块是用Verilog HDL硬件描述语言来实现的，其所使用的集成 编译环境是Quartus II 5.1版本。编程开始前首先要借助于"工程向导"建立相应的应用 工程，在此过程中要给出工程所在的文件路径、工程名称以及设计文件中的实体名；然后对 标准支持库进行使用前的申明操作，主要涉及到以下三类，即：IEEE. STD_L0GIC_1164. ALL、 IEEE. STD_LOGIC_ARITH. ALL和 IEEE. STD_LOGIC_UNSIGNED. ALL ;其次，要明确 CAN总线接口 隔离通信模块要使用的输入/输出接口。具体情况如下：16M有源晶振的输入引脚oscClk、 按键复位输入引脚KeyRST、与芯片ADM3053的RXD端相连的四个输入引脚（RXD1、RXD2、 RXD3和RXD4)以及与芯片ADM3053的TXD端相的四个输出引脚（TXD1、TXD2、TXD3和TXD4); 然后，进行逻辑控制程序代码段编程与编译操作（详细的可编程逻辑控制模块工作流程见 图3)，如此反复直到没有错误提示信息为止；同时，将前述所定义的输入/输出引脚映射到 可编程逻辑控制芯片EPM7032STI44-5的IO引脚；最后，将焊接好的印制板接上+5V电压源 并连接好编程器后将编译生成的*. P〇f文件烧写到可编程逻辑控制芯片EPM7032STI44-5 内即可。
[0039] 可编程逻辑控制模块工作流程说明：给出实体名称并进入到开始并行流程。在端 口说明中对外部接口进行描述，给出外部引脚信号名称、数据类型以及输入/输出方向，以 寄存器变量的方式定义标志信号与延时矢量并赋初值为〇。利用if语句对复位引脚进行 状态检测，如果为低电平则对标志信号和延时矢量进行清零处理，以实现低电平复位功能； 如果为高电平则对时钟晶振引脚进行状态检测，当上升沿未到来时则循环检测时钟引脚状 态；当上升沿到来时则判断接收标志信号量是否为"1"，当为"0"时将TXD置"1"、发送标志 信号量置" 1 "、延时矢量清零，当接收标志信号量为" 1 "时判断RXD接收端引脚是否为隐性 状态，当接收标志信号量为"〇"时则TXD置"1"、发送标志信号量置"1"、延时0. 25微妙；当 RXD接收端引脚为显性状态时则将RXD状态赋给TXD、发送标志信号矢量、延时矢量清零。
[0040] 通过上面具体实施例对本发明CAN总线接口隔离通信模块的技术方案进行了软 硬件两个层面的描述，CANl与CAN2总线物理层隔离电路实际上为两个独立的转换通道，考 虑到可编程逻辑控制程序是并发执行的，所以两者并无实质上的主次之分；另外，对熟悉本 领域的技术人员来说，应该可以在上述内容和基础之上作出等同变换与改动，因此本发明 的保护范围应不限于所述实施例的形式，而应由权利要求书来界定。
【主权项】
1. 一种基于可编程逻辑控制器的CAN总线接口隔离通信模块，包括CAN总线接口隔离 通信物理层硬件电路和ISP程序下载和按键复位电路，其中，CAN总线接口隔离通信物理层 硬件电路包括两个完全相同的CAN总线物理层隔离电路，其特征在于：每个CAN总线物理层 隔离电路包括16支电容、8支电阻和和2片CAN总线驱动器，其中，C1、C3、C5、C8、C9、C11、 C13、C16 为 0? I y F 无极性电容，C4、C6、C12、C14 为 0? Ol y F 无极性电容，C2、C7、CIO、C15 为10^极性电容，上拉电阻1?1、1?2、1?5、1?6阻值为101(，动态电阻1?3、1?7阻值为471(，04~总 线终端电阻R2、R8阻值为120 Q ;其中，CAN总线驱动器Ul的引脚4RXD和引脚5TXD分别 通过上拉电阻RU R2接至+5V电源以及可编程逻辑控制器U3的引脚2和引脚3 ;CAN总线 驱动器U2的引脚4RXD和引脚5TXD分别通过上拉电阻R5、R6接至+5V电源以及可编程逻 辑控制器U3的引脚5和引脚6 ;引脚6和引脚8连接+5V电源；引脚1、3、7、9、10接地；弓丨 脚6和引脚1、3、7、9、10之间连接有并接电容C3和C4 ;引脚8和引脚9之间连接有并接的 电容Cl和1C2 ;引脚12从外部连接至引脚19 ;在引脚12和引脚11之间连接有并接的储能 电容C7和去耦电容C8 ;引脚19和引脚20之间连接有并接的电容C5和C6 ;引脚18通过动 态电阻R3接地；引脚11、13、16、20接地；引脚17和引脚15与CAN物理总线相连，且两端并 联终端电阻R4 ;所述的ISP程序下载和按键复位电路包括可编程逻辑控制芯片、晶振、阻值 为IK的电阻R17、R18、R19、R21和阻值为5. I Q的电阻R20、复位按钮开关和电容；可编程 逻辑控制芯片U3的引脚1连接至程序下载接口 U7的引脚9 ;引脚2RXD和引脚3TXD分别 通过上拉电阻R1、R2连接至CAN总线驱动器Ul的引脚4RXD和引脚5TXD ;可编程逻辑控制 芯片U3的引脚5RXD和引脚6TXD分别通过上拉电阻R1、R2连接至CAN总线驱动器U2的引 脚4RXD和引脚5TXD ;可编程逻辑控制芯片U3的引脚7连接至程序下载接口 U7的引脚5 ; 引脚9、23、29、41连接+5V电源；引脚4、24、36、38、39、44连接至+5V电源地；引脚26连接 至程序下载接口 U7的引脚1 ;引脚32连接至程序下载接口 U7的引脚3 ;引脚37通过电阻 R20连接至晶振的引脚3,晶振U6的引脚1和引脚4连接至+5V电源，引脚2连接+5V电源 地，并与可编程逻辑控制芯片U3的引脚37之间连接电容，ISP程序下载电路接口 U7的引 脚1通过电阻R18连接至+5V电源地，引脚2和引脚10连接至+5V电源地，引脚4连接至 +5V电源，引脚5通过电阻R17连接至+5V电源，引脚9通过电阻R19连接至+5V电源，复位 按钮开关的引脚1与可编程逻辑控制芯片U3的引脚22连接，同时通过限流电阻R21连接 至+5V电源，复位按钮开关的引脚2连接至+5V电源地。
【专利摘要】本发明提供了一种基于可编程逻辑控制器的CAN总线接口隔离通信模块，包括CAN总线接口隔离通信物理层硬件电路和ISP程序下载和按键复位电路，以提高CAN总线接口隔离通信的实时性和抗干扰性为出发点，通过采用ADM3053电磁耦合驱动器与EPM7032STI44-5可编程逻辑控制器等主控芯片，构建出了一种基于数字可编程逻辑控制的CAN总线接口隔离通信硬件电路与软件单元。该模块具有硬件集成度高、外部供电单一、原理简单、软件稳定性好以及生产成本低廉等优点，可有效提升CAN总线接口隔离通信的可靠性。
【IPC分类】G05B19/05
【公开号】CN105159225
【申请号】CN201510546585
【发明人】姜飞, 赵涛, 许彬, 顾震宇, 庞炜
【申请人】中国兵器工业集团第二O二研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月31日