专利名称:多种配置方式的usb/rs232-can转换调试器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于CAN总线【技术领域】，具体涉及一种卡多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，目的在于解决现有技术无法满足既能满足二次开发的需要、又能满足进行传统工业系统升级、快速组建CAN总线监控网络需求的问题。其特征在于：包括CAN总线接口模块、USB接口模块、RS232接口模块和控制模块；其中，CAN总线接口模块一端与控制模块连接，USB接口模块的一端与控制模块连接，RS232接口模块的一端与控制模块连接。本实用新型实现了USB/RS232-CAN总线转换调试器配置方式的多样性，可根据实际需要编写相应的驱动程序，满足了使用者二次开发的需求。控制模块通过拨码开关等实现完整的硬件配置方案，实现了CAN总线监控网络的快速组建，也为老旧系统升级节省了大量成本。
【专利说明】多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于CAN总线【技术领域】，具体涉及一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器。
【背景技术】
[0002]CAN总线作为一种现场控制总线具有结构简单、稳定性能高、抗干扰能力强、扩展性和开放性好以及成本低廉等有点，现在已经广泛在汽车领域、航天系统、卫星产业和工业控制等领域使用。而通用串行总线(USB)是目前计算机外设连接所普遍使用的总线，其以传输速率高、连接简单、易于扩展、接口标准小巧且即插即用等优势，逐步发展成计算机与外设互联的标准方案。而且目前市面上USB — CAN总线的适配器也是随处可见。
[0003]但是，往往市场上现有的转换器是已经固化了的硬件和软件，留给使用者进行二次开发的接口很少。这样，当使用者想进行二次开发时，就没有一个合适的设备来满足要求。另外，基于CAN总线的成熟技术，CAN总线的使用已经相当广泛，当对老系统进行智能化地升级改造时，对CAN总线的节点接口又提出了新的问题:昂贵的设备不可能全部被替换，但如果保留原有设备，无论是数字式仪表、传感器设备还是工业控制计算机，RS232是常用的串行接口，这些设备仪表并没有CAN总线接口，这样就使系统升级改造遇到了瓶颈。目前，尚没有必要既能满足二次开发的需要、又能满足进行传统工业系统升级、快速组建CAN总线监控网络需求的适配器。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决现有技术无法满足既能满足二次开发的需要、又能满足进行传统工业系统升级、快速组建CAN总线监控网络需求的问题，提供一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器。
[0005]本实用新型是这样实现的:
[0006]一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:包括CAN总线接口模块、USB接口模块、RS232接口模块和控制模块；其中，CAN总线接口模块一端与控制模块连接，USB接口模块的一端与控制模块连接，RS232接口模块的一端与控制模块连接。
[0007]如上所述的CAN总线接口模块包括第一隔离芯片、CAN总线驱动器和CAN总线接口 ；其中，第一隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与CAN总线驱动器的一端连接；CAN总线驱动器的另一端与CAN总线接口的一端连接。
[0008]如上所述的CAN总线接口的另一端连接其他CAN总线设备；所述的第一隔离芯片采用ADuM1201实现，CAN总线驱动器采用TJA1040T实现，CAN总线接口采用常用的管脚间距为2.54mm的接插件实现。
[0009]如上所述的USB接口模块包括USB协议电路、第二隔离芯片和USB接口 ；其中，第二隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与USB协议电路的一端连接;USB协议电路的另一端与USB接口的一端连接。
[0010]如上所述的USB接口的另一端连接其他USB设备，所述的USB协议电路通过CP2102和NUP2202实现，第二隔离芯片采用ADuM1201实现，USB接口采用标准的USB接插件实现。
[0011]如上所述的RS232接口模块包括RS232驱动电路、第三隔离芯片和RS232接口 ；其中，第三隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与RS232驱动电路的一端连接；RS232驱动电路的另一端与RS232接口的一端连接。
[0012]如上所述的RS232接口的另一端连接其他RS232设备，RS232驱动电路由MAX3232实现，第三隔离芯片采用ADuM1201实现，RS232接口采用通用的DB9接插件实现。
[0013]如上所述的控制模块包括拨码开关和单片机；其中，拨码开关的输出端与单片机连接，单片机还分别与CAN总线接口模块的第一隔离芯片、USB接口模块的第二隔离芯片、RS232接口模块中的第三隔离芯片连接。
[0014]如上所述的单片机采用STM32系列单片机实现。
[0015]本实用新型的有益效果在于:
[0016]本实用新型采用CAN总线接口模块、USB接口模块、RS232接口模块和控制模块，实现了 USB/RS232-CAN总线转换调试器配置方式的多样性，可根据实际需要编写相应的驱动程序，满足了使用者二次开发的需求。控制模块通过拨码开关等实现完整的硬件配置方案，实现了 CAN总线监控网络的快速组建，同时也为老旧系统的升级节省了大量的成本。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器进行描述:
[0019]一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，包括CAN总线接口模块、USB接口模块、RS232接口模块和控制模块。其中，CAN总线接口模块一端与控制模块连接，它接收来自控制模块的CAN总线数据，将CAN总线数据发送给与CAN总线接口模块另一端连接的装置；它还将接收到的CAN总线数据发送给控制模块。USB接口模块的一端与控制模块连接，它用于上位机和该转换调试器的通信，它接收来自控制模块的USB数据，并将USB数据发送给与USB接口模块的另一端相连接的装置；它还将接收到的USB数据发送给控制模块。RS232接口模块的一端与控制模块连接，它接收来自控制模块的RS232数据，将RS232数据发送给与RS232接口模块另一端连接的装置；它还将接收到的RS232数据发送给控制模块。控制模块接收来自上述三个模块的数据，根据外部操作输入，对接收到的数据采用现有技术进行数据格式转换，然后将数据发送给CAN总线接口模块、USB接口模块或RS232接口丰旲块。
[0020]在本实施例中，如图1所示，CAN总线接口模块包括第一隔离芯片、CAN总线驱动器和CAN总线接口。其中，第一隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与CAN总线驱动器的一端连接，实现电气隔离功能，防止由于CAN总线上的信号干扰损坏本地的单片机，它接收来自CAN总线驱动器的CAN总线数据，将该CAN总线数据发送给控制模块，还将接收到的控制模块发送的CAN总线数据转发给CAN总线驱动器。
[0021]CAN总线驱动器的另一端与CAN总线接口的一端连接，它将CAN总线接口传送的数据进行电平转换，将驱动器输出的电平信号转换为标准的CAN总线电平，然后将处理后的数据发送给第一隔离芯片，并将接收到的来自第一隔离芯片的CAN数据转发给CAN总线接口。CAN总线接口的另一端根据实际需要连接其他CAN总线设备，它接收其他CAN总线设备发送的CAN总线数据，并将该数据发送给CAN总线驱动器，还将接收到的来自CAN总线驱动器的CAN总线数据发送给连接的其他CAN总线设备。第一隔离芯片可采用ADUM1201实现，CAN总线驱动器可采用TJA1040T实现，CAN总线接口可采用常用的管脚间距为2.54mm的接插件实现。
[0022]USB接口模块包括USB协议电路、第二隔离芯片和USB接口。其中，第二隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与USB协议电路的一端连接，第二隔离芯片用于实现电气隔离，防止USB收发线上的异常扰动损坏本地的单片机，它接收来自USB协议电路的USB数据，将该USB数据发送给控制模块，还将接收到的控制模块发送的USB数据转发给USB协议电路。USB协议电路的另一端与USB接口的一端连接，该USB协议电路将待发送的数据进行格式化处理，将其变为符合标准的USB协议的数据帧的形式，然后将处理后的数据发送给第二隔离芯片，并将接收到的来自第二隔离芯片的CAN数据转发给USB接口。USB接口的另一端根据实际需要连接其他USB设备，它接收其他USB设备发送的USB数据，并将该数据发送给USB协议电路，还将接收到的来自USB协议电路的USB数据发送给连接的其他USB设备。USB协议电路可通过CP2102和NUP2202基于现有技术实现，第二隔离芯片采用ADuMl201实现，USB接口采用标准的USB接插件实现。USB接口模块既采用了现有的成熟的驱动程序，将该USB接口映射成上位机的RS232串口进行使用，也采用根据实际需要自行编写USB驱动程序，这样可以满足二次开发的需求。
[0023]RS232接口模块包括RS232驱动电路、第三隔离芯片和RS232接口。其中，第三隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与RS232驱动电路的一端连接，第三隔离芯片用于实现电气隔离，防止RS232收发线上的异常扰动损坏本地的单片机，它接收来自RS232驱动电路的RS232数据，将该RS232数据发送给控制模块，还将接收到的控制模块发送的RS232数据转发给RS232驱动电路。RS232驱动电路的另一端与RS232接口的一端连接，RS232驱动电路将待发送的信息的电平格式进行转换，转变成标准的RS232电平格式，然后将处理后的数据发送给第三隔离芯片，并将接收到的来自第三隔离芯片的CAN数据转发给RS232接口。RS232接口的另一端根据实际需要连接其他RS232设备，它接收其他RS232设备发送的RS232数据，并将该数据发送给RS232驱动电路，还将接收到的来自RS232驱动电路的RS232数据发送给连接的其他RS232设备。RS232驱动电路可由MAX3232实现，第三隔离芯片采用ADuM1201实现，RS232接口采用通用的DB9接插件实现。RS232接口模块连接有RS232接口的设备或仪表，可迅速组建基于CAN总线的工业检测网络，实现设备的远程检测与控制，也可以通过RS232 口进行程序的二次开发。
[0024]控制模块包括拨码开关和单片机。其中，拨码开关的输出端与单片机连接，单片机还分别与CAN总线接口模块的第一隔离芯片、USB接口模块的第二隔离芯片、RS232接口模块中的第三隔离芯片连接。拨码开关采用8位的拨码开关，其中，第一位用于选择控制方式，当需要由上位机进行CAN总线参数的设置时，将此开关打到ON的状态；当CAN总线的参数需要由本地的拨码开关进行配置时，将此开关打到OFF的状态。第二位为转换接口的选择，当该位的拨码开关打到ON的状态时，该转换器实现的是CAN总线和USB总线的相互转换功能，反之，则实现的是CAN总线和RS232的相互转换功能。其余的6位为CAN总线配置位，当拨码开关的第一位为OFF状态时，可通过该6位实现CAN总线参数的本地控制，如波特率、帧格式等。单片机采用STM32系列单片机实现。
[0025]本实用新型采用CAN总线接口模块、USB接口模块、RS232接口模块和控制模块，实现了 USB/RS232-CAN总线转换调试器配置方式的多样性，可根据实际需要编写相应的驱动程序，满足了使用者二次开发的需求。控制模块通过拨码开关等实现完整的硬件配置方案，实现了 CAN总线监控网络的快速组建，同时也为老旧系统的升级节省了大量的成本。
【权利要求】
1.一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:包括CAN总线接口模块、USB接口模块、RS232接口模块和控制模块；其中，CAN总线接口模块一端与控制模块连接，USB接口模块的一端与控制模块连接，RS232接口模块的一端与控制模块连接；所述的控制模块包括拨码开关和单片机；其中，拨码开关的输出端与单片机连接，单片机还分别与CAN总线接口模块的第一隔离芯片、USB接口模块的第二隔离芯片、RS232接口模块中的第三隔离芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的CAN总线接口模块包括第一隔离芯片、CAN总线驱动器和CAN总线接口 ；其中，第一隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与CAN总线驱动器的一端连接；CAN总线驱动器的另一端与CAN总线接口的一端连接。3.根据权利要求2所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的CAN总线接口的另一端连接其他CAN总线设备；所述的第一隔离芯片采用ADuMl201实现，CAN总线驱动器采用TJA1040T实现，CAN总线接口采用常用的管脚间距为2.54mm的接插件实现。4.根据权利要求1所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的USB接口模块包括USB协议电路、第二隔离芯片和USB接口 ；其中，第二隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与USB协议电路的一端连接；USB协议电路的另一端与USB接口的一端连接。5.根据权利要求4所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的USB接口的另一端连接其他USB设备，所述的USB协议电路通过CP2102和NUP2202实现，第二隔离芯片采用ADuM1201实现，USB接口采用标准的USB接插件实现。6.根据权利要求1所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的RS232接口模块包括RS232驱动电路、第三隔离芯片和RS232接口 ；其中，第三隔离芯片的一端与控制模块连接，另一端与RS232驱动电路的一端连接；RS232驱动电路的另一端与RS232接口的一端连接。7.根据权利要求6所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的RS232接口的另一端连接其他RS232设备，RS232驱动电路由MAX3232实现，第三隔离芯片采用ADuM1201实现，RS232接口采用通用的DB9接插件实现。8.根据权利要求1所述的一种多种配置方式的USB/RS232-CAN转换调试器，其特征在于:所述的单片机采用STM32系列单片机实现。
【文档编号】G06F13-40GK204302969SQ201420617506
【发明者】徐超, 姜祝, 赵一阳, 武东健, 吴永红 [申请人]北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院