一种智能CAN隔离网桥的制作方法

本实用新型涉及轨道通讯技术领域，尤其涉及一种智能CAN隔离网桥。

背景技术：

CAN是控制器局域网络((Controller Area Network)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。而在轨道交通地铁车辆中，其出色的实时性和纠错能力，提升了车辆各部件的控制效率和可靠性。

但是，在铁路运营过程中，由于CAN通信环境的抗干扰设计考虑不足，会造成偶发的CAN通讯不畅，节点掉线的情况。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种智能CAN隔离网桥，实现CAN总线的干扰隔离，避免铁路运营过程中CAN通讯不畅或节点掉线的情况。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种智能CAN隔离网桥包括：主CPU电路、CAN通信电路、复位电路、拨码开关电路和电源模块；

其中，所述主CPU电路分别与所述CAN通信电路、复位电路和拨码开关电路连接；

所述电源模块与所述复位电路连接；

所述CAN通信电路包括CAN隔离模块。

进一步的，所述电源模块包括依次连接的桥整流电路、电源隔离芯片和阻容滤波电路。

进一步的，所述电源隔离芯片是型号为ZY2405WHB1CS-2W或PWB2405CS-2W的电源隔离芯片。

进一步的，所述CAN通信电路还包括：TVS保护电路和CAN接口电路；

所述CAN隔离模块通过所述TVS保护电路与所述CAN接口电路连接。

进一步的，所述CAN隔离模块包括型号为TD501DCANH3的CAN隔离芯片。

进一步的，所述主CPU电路包括以LPC1778为控制核心的最小控制系统。

进一步的，所述复位电路包括型号为CAT706的复位控制芯片。

本实用新型实施例提供的智能CAN隔离网桥，在CAN通信电路中设置有CAN隔离模块，CAN总线的干扰隔离，避免铁路运营过程中CAN通讯不畅或节点掉线的情况。另外，在电源模块中也设置有电源隔离模块，实现双重隔离技术，任一回路干扰均须经过双重隔离，提高了抗干扰能力。

附图说明

图1是本实用新型提供的智能CAN隔离网桥的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的CAN通信电路的一种实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提供的主CPU电路的一种实施例的结构示意图；

图4是本实用新型提供的电源模块的一种实施例的结构示意图；

图5是本实用新型提供的复位电路的一种实施例的结构示意图；

图6是本实用新型提供的拨码开关电路的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本实用新型提供的智能CAN隔离网桥的一种实施例的结构示意图。如图1所示，该CAN隔离网桥包括主CPU电路1、CAN通信电路2、复位电路3、拨码开关电路4和电源模块5。其中，主CPU电路1分别与CAN通信电路2、复位电路3和拨码开关电路4连接。电源模块5与复位电路3连接。

在本实施例中，CAN通信电路2包括CAN隔离模块、TVS保护电路和CAN接口电路。CAN隔离模块通过TVS保护电路与CAN接口电路连接。参见图2，图2是本实用新型提供的CAN通信电路的一种实施例的结构示意图。如图2所示，CAN隔离模块包括型号为TD501DCANH3的CAN隔离芯片。该信号的隔离芯片具有以下性能：1、两端隔离(输入、输出隔离)；2、内置高效隔离电源；3、隔离电压2500VDC；4、工作温度范围:-40℃～+105℃；5、波特率高达1Mbps；6、完全符合ISO11898标准；7、未上电的节点不影响总线；8、同一网络可支持连接110个节点；9、产品具有ESD(人体放电模型±4KV)防护。本实用新型的CAN隔离芯片主要用于将逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，实现信号隔离，且自带定压隔离电源，可实现2500VDC的电气隔离，并具有高ESD保护功能。

在本实施例中，主CPU电路包括以LPC1778为控制核心的最小控制系统，采用60KB缓冲，保证CAN通信在任意波特率下均不会丢帧。如图3所示，该最小控制系统包括Cortex-M3微控制器、时钟电路、JTAG下载电路等。Cortex-M3微控制器型号为LPC1778，是完全集成的混合信号片上系统型cpu，具有最高运行频率为120MHz，内部集成512KB Flash，96KB SRAM，4KB EEPROM，2路CAN 2.0B，5路UART，1路I2S，3路I2C，3路SSP，4个32位通用定时器，2路标准PWM，高达165个I/O口。

在本实施例中，电源模块5包括依次连接的桥整流电路、电源隔离芯片和阻容滤波电路。参见图4，图4是本实用新型提供的电源模块的一种实施例的结构示意图。如图4所示，该电源隔离芯片是型号为ZY2405WHB1CS-2W或PWB2405CS-2W的电源隔离芯片。

在本实施例中，参见图5，图5是本实用新型提供的复位电路的一种实施例的结构示意图。如图5所示，复位电路3包括型号为CAT706的复位控制芯片，采用控制电源的“看门狗”技术，保障在受极端恶劣的干扰下，本专利所实施的产品均不会死机。复位电路中CAT706监测输入的VDD5电源，如果电源出现波动超过阀值或主控CPU未及时“喂狗”，CAT706均为复位主控CPU。CAT706有多个级别的阈值电压，含MR手动复位输入引脚，具有多通道电压监测功能，精确的欠压检测；看门狗定时器的定时周期为1.6s；带电检测复位功能适用于3.0V、3.6V和5.0V；工业级温度范围：-40℃～+85℃；提供SOIC8、MSOP8两种封装；Vcc低至1.0V时复位仍有效；复位脉宽200ms；6μA供电电流；电源瞬变抑制功能。非常适用于工业通信领域。

系统上电时，CAT706自动产生200ms低电平复位信号，使主控CPU正常复位。主控CPU配置一个I/O管脚(参见图3管脚6，P5[0])为输出，并接到WDI。如果I/O固定为HIGH或LOW电平不变，则1.6s后，CAT706内部的看门狗定时器就会溢出并使/WDO输出低电平，而/WDO已连接到手动复位RST_H，因此会导致U4的管脚7(/RESET)管脚输出低电平复位信号使主控CPU电源电路复位，从而使主控CPU重新复位。CPU在正常工作情况下当然是不允许这样反复复位的，因此必须在程序里及时反转I/O的状态，该操作被形象地称为“喂狗”。每次反转WDI输入状态都能够清除CAT706S内部的看门狗定时器，从而确保/WDO不会输出低电平(为保证可靠，喂狗间隔应当小于1s)。

在本实施例中，参见图6，图6是本实用新型提供的拨码开关电路的一种实施例的结构示意图。拨码开关电路用于设置CAN通信波特率，无需使用电脑配置，方便灵活。

由上可见，本实用新型实施例提供的智能CAN隔离网桥，在CAN通信电路中设置有CAN隔离模块，CAN总线的干扰隔离，避免铁路运营过程中CAN通讯不畅或节点掉线的情况。另外，在电源模块中也设置有电源隔离模块，实现双重隔离技术，任一回路干扰均须经过双重隔离，提高了抗干扰能力。

进一步的，本实用新型的智能CAN网桥适用于CAN工业总线，符合《ISO11898-1》和《IEC61375-3-3》最新标准，具有CAN总线干扰隔离、延长通信距离、增加节点数量等功能，可以很方便的实现CAN总线数据透传和转换，广泛应用于地铁、轻轨和铁路机车等列车总线的工业控制领域。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。