一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置的制作方法

本发明涉及硬件通信领域，特别涉及一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置。

背景技术：

IIC总线是一种双线、双向、串行总线，总线由两条线组成，一条是串行时钟线CLK，一条是串行数线SDA，总线上的设备间是简单的主从关系，IIC总线信号在CLK时钟配合下，SDA传输数据，IIC通信中有起始信号、数据信号、应答信号、停止信号等。

CAN总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它使用双绞线来传输信号，一条是串行数据线CANH，另一条是串行数据线CANL，其通过两条信号线的电位差传输信号。如果CANH电平大于CANL电平2V为显性电平表示信号“0”，如果CANH电平等于CANL电平为隐性电平表示信号“1”，通信时一般使用数据帧、远程帧、错误帧数据格式。

由于两种通信方式机理不同，使得两种通信总线不能直接兼容。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置,以解决目前IIC总线和CAN总线之间信号无法通信的问题。

在本发明中，本发明提供了一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置，所述数据交换装置设置在所述IIC总线和CAN总线之间，所述数据交换装置包括：数字隔离器、微处理器和CAN收发器；

所述数字隔离器一端连接于所述IIC总线，另一端连接于所述微处理器；

所述微处理器一端连接于所述数字隔离器，另一端连接于所述CAN收发器；以及

所述CAN收发器一端连接于所述微处理器，另一端连接于所述CAN总线。

在另一优选例中，所述数据交换装置还包括瞬间稳态双向二极管。

在另一优选例中，所述数据交换装置还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端和所述第二电容的一端共同连接于电源端，所述CAN收发器一引脚连接于所述电源端；以及

所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端共同接地。

在另一优选例中，所述IIC总线包括SDA线和CLK线；

所述数字隔离器包括多个引脚，其中所述数字隔离器的第四引脚和第五引脚共同连接于所述SDA线，所述数字隔离器的第六引脚连接于所述CLK线；

所述数字隔离器的第十二引脚和第十三引脚共同连接于所述微处理器；以及

所述数字隔离器的第十一引脚连接于所述微处理器。

在另一优选例中，所述微处理器包括多个引脚，其中所述微处理器的第一引脚连接于所述数字隔离器的第十二引脚和第十三引脚，所述微处理器的第二引脚连接于所述数字隔离器的第十一引脚；以及

所述微处理器的第三引脚和第四引脚均连接于所述CAN收发器。

在另一优选例中，所述CAN收发器包括多个引脚，其中所述CAN收发器的第一引脚连接于所述微处理器的第四引脚，所述CAN收发器的第四引脚连接于所述微处理器的第三引脚；以及

所述CAN收发器的第六引脚和第七引脚均连接于所述CAN总线。

在另一优选例中，所述CAN总线包括CANL线和CANH线；

所述CANL线连接于所述CAN收发器的第六引脚；以及

所述CANH线连接于所述CAN收发器的第七引脚。

在另一优选例中，所述瞬间稳态双向二极管包括第一稳态双向二极管和第二稳态双向二极管；

所述第一稳态双向二极管的一端连接于所述CANL线，所述第二稳态双向二极管的一端连接于所述CANH线；以及

所述第一稳态双向二极管的另一端与所述第二稳态双向二极管的另一端共同接地。

在另一优选例中，所述CAN收发器的第六引脚与所述CANL线之间接有第一电阻，所述CAN收发器的第七引脚与所述CANH线之间接有第二电阻；以及

所述CANL线和CANH线之间接有第三电阻。

在另一优选例中，所述数字隔离器的第五引脚和所述SDA线之间接有第一二极管，所述第一二极管的正向端连接于所述数字隔离器的第五引脚，所述第一二极管的反向端连接于所述SDA线；以及

所述数字隔离器的第十三引脚与所述微处理器的第一引脚之间接有第二二极管，所述第二二极管的正向端连接于所述数字隔离器的第十三引脚，所述第二二极管的反向端连接于所述微处理器的第一引脚。

在另一优选例中，所述数字隔离器的第一引脚和第十六引脚均连接于电源端。

在另一优选例中，所述数字隔离器的第二引脚、第八引脚、第九引脚和第十五引脚均接地。

在另一优选例中，所述CAN收发器的第二引脚接地。

在另一优选例中，所述瞬间稳态双向二极管一端连接于所述CAN总线，另一端接地。

在另一优选例中，所述CAN收发器的第三引脚连接于电源端。

在另一优选例中，所述数据交换装置还包括第三电容和第四电容；

所述第三电容一端连接于所述SDA线，另一端接地；

所述第四电容一端同时与所述数字隔离器的第十二引脚和所述第二二极管反相端相连，另一端接地。

在另一优选例中，所述数字隔离器的第一引脚连接的电源端和所述数字隔离器的第十六引脚连接的电源端为不同的电源端。

在另一优选例中，所述第一电阻的阻值为30-40Ω，所述第二电阻的阻值为30-40Ω。

在另一优选例中，所述第三电阻的阻值为100-130Ω。

在另一优选例中，所述第一电容大小为8-12uF，所述第二电容大小为0.1-0.3uF。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一赘述。

附图说明

图1为本发明一实施例中的数据交换装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例中的数据交换装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置，该数据交换装置包括：数字隔离器、微处理器和CAN收发器，该数据交换装置可以将IIC总线和CAN总线数据进行交换，使得两种总线可以兼容，在此基础上，完成了本发明。

数据交换装置

本发明提供了一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置，该数据交换装置设置在所述IIC总线和CAN总线之间，所述数据交换装置包括：数字隔离器、微处理器和CAN收发器，IIC总线与数字隔离器通道相连接，数字隔离器再与微处理器连接，微处理器的CAN通信接口与CAN收发器连接，CAN收发器接入CAN总线。

IIC总线信号经过数字隔离器后输入微处理器，微处理器将信号转换后发送给CAN收发器，最后输入到CAN总线中；CAN总线信号通过CAN收发器被送入微处理器，微处理器将信号转换后发送给数字隔离器，数字隔离器再将信号输入IIC总线，数字隔离器起到总线保护的作用。

本发明硬件方面包括硬件电路的搭建、器件的选型等，程序方面包括I/O初始化、IIC接口初始化、CAN接口初始化、数据存储区初始化、队列初始化、中断初始化、容错初始化、异常处理初始化等。

在程序设计方面，IIC总线通信分为读存数据存储芯片通信和器件间数据通信两种模式，读存数据存储芯片通信用于读写数据存储芯片中的数据，器件间数据通信用于器件间信息传递。

本发明的数字隔离器两边的电源端为不同的电源端，起到电气隔离作用，数字隔离器起到信号隔离作用。

微处理器具有CAN总线接口和IO接口，同时应具有较高频的数据处理能力，以满足CAN总线高频的数据处理能力，该微处理器体积小、功耗低、可靠性高、通用性高、价格便宜。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明可以将IIC总线信号转化为CAN总线信号，同时可以将CAN总线信号转换为IIC总线信号，解决了两种通信不能兼容的问题，可在现有的IIC总线通信线或CAN总线通信线路中直接接入该装置，实现信号转换。

(b)数字隔离器起到总线保护、信号隔离作用，数字隔离器左右两边使用不同电源，起到电气隔离作用。

(c)在CANH和CANL两条线上分别接入一个瞬间稳态双向二极管，起到防静电和过高低压的作用。

(d)第一二极管和第二二极管对SDA数据起到方向选择作用。

(e)第一电容起到去耦作用，第二电容起到滤掉高频作用。

(f)第三电容和第四电容起到信号滤波作用。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置，所述数据交换装置设置在所述IIC总线1和CAN总线5之间，所述数据交换装置包括：数字隔离器2、微处理器3和CAN收发器4。

所述数字隔离器2一端连接于所述IIC总线1，另一端连接于所述微处理器3；所述微处理器3一端连接于所述数字隔离器2，另一端连接于所述CAN收发器4；以及所述CAN收发器4一端连接于所述微处理器3，另一端连接于所述CAN总线5。

实施例2

本实施例提供了一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置，本实施例中的数据交换装置类似于实施例1中的数据交换装置，不同之处在于：

结合图1和图2，本实施例中，所述IIC总线1包括SDA线6和CLK线7；

所述数字隔离器2包括多个引脚，图2中1a-16a是数字隔离器2的16个引脚，其中所述数字隔离器2的第四引脚4a和第五引脚5a共同连接于所述SDA线6，所述数字隔离器2的第六引脚6a连接于所述CLK线7，所述数字隔离器2的第十二引脚12a和第十三引脚13a共同连接于所述微处理器3，所述数字隔离器2的第十一引脚11a连接于所述微处理器3；

所述数字隔离器2的第五引脚5a和所述SDA线6之间接有第一二极管8，所述第一二极管8的正向端连接于所述数字隔离器2的第五引脚5a，所述第一二极管8的反向端连接于所述SDA线6，所述数字隔离器2的第十三引脚13a与所述微处理器3一引脚之间接有第二二极管9，所述第二二极管9的正向端连接于所述数字隔离器2的第十三引脚13a，所述第二二极管9的反向端连接于所述微处理器3一引脚，第一二极管8和第二二极管9对SDA数据起到方向选择作用；

所述微处理器3包括多个引脚，图2中1b-4b是微处理器3的4个引脚，其中所述微处理器3的第一引脚1b连接于所述数字隔离器2的第十二引脚12b和所述第二二极管9的反向端，所述微处理器3的第二引脚2b连接于所述数字隔离器2的第十一引脚11a，所述微处理器3的第三引脚3b和第四引脚4b均连接于所述CAN收发器4；

所述CAN收发器4包括多个引脚，图2中1c-8c是CAN收发器4的8个引脚，其中所述CAN收发器4的第一引脚1c连接于所述微处理器3的第四引脚4b，所述CAN收发器4的第四引脚4c连接于所述微处理器3的第三引脚3b，所述CAN收发器4的第六引脚6c和第七引脚7c均连接于所述CAN总线5；

所述CAN总线5包括CANL线10和CANH线11，所述CANL线10连接于所述CAN收发器4的第六引脚6c，所述CANH线11连接于所述CAN收发器4的第七引脚7c；

所述数据交换装置还包括瞬间稳态双向二极管，所述瞬间稳态双向二极管包括第一稳态双向二极管12和第二稳态双向二极管13，所述第一稳态双向二极管12的一端连接于所述CANL线10，所述第二稳态双向二极管13的一端连接于所述CANH线11，所述第一稳态双向二极管12的另一端与所述第二稳态双向二极管13的另一端共同接地；

所述数据交换装置还包括第一电容14和第二电容15，所述第一电容14的一端和所述第二电容15的一端共同连接于电源端，所述CAN收发器4的第三引脚3c连接于电源端，所述第一电容14的另一端和所述第二电容15的另一端共同接地，第一电容14起到去耦作用，第二电容15起到滤掉高频作用；

所述数据交换装置还包括第三电容16和第四电容17，所述第三电容16一端连接于所述SDA线6，另一端接地，所述第四电容17一端同时与所述数字隔离器2的第十二引脚12a和所述第二二极管9反相端相连，另一端接地；

所述CAN收发器4的第六引脚6c与所述CANL线10之间接有第一电阻18，所述CAN收发器4的第七引脚7c与所述CANH线11之间接有第二电阻19；所述CANL线10和CANH线11之间接有第三电阻20，第一电阻18和第二电阻19起到防浪涌的作用，第三电阻20起到阻抗匹配、减少信号反射、降低噪音和避免信号震荡的作用；

所述数字隔离器2的第一引脚1a和第十六引脚16a均连接于电源端；

所述数字隔离器2的第二引脚2a、第八引脚8a、第九引脚9a和第十五引脚15a均接地；

所述CAN收发器4的第二引脚2c接地；

所述瞬间稳态双向二极管一端连接于所述CAN总线5，另一端接地；

所述CAN收发器4的第三引脚3c连接于电源端。

实施例3

本实施例提供了一种用于IIC总线和CAN总线之间的数据交换装置，本实施例中的数据交换装置类似于实施例2中的数据交换装置，不同之处在于：

本实施例中，所述数字隔离器的第一引脚连接的电源端和所述数字隔离器的第十六引脚连接的电源端为不同的电源端；

所述第一电阻的阻值为35Ω，所述第二电阻的阻值为35Ω；

所述第三电阻的阻值为120Ω；

所述第一电容大小为10uF，所述第二电容大小为0.1uF。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。