一种LIN节点地址确定装置的制作方法

一种lin节点地址确定装置
技术领域
1.本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种lin节点地址确定装置。


背景技术：

2.lin(local interconnect network)是一种低成本的串行通讯网络，广泛应用于汽车、家电、办公设备等多种领域。随着智能化普及，lin总线上挂载的节点越来越多，在很多情况下，节点的硬件功能是一样的，只是由于安装的位置不同，体现出不同的功能差异，如汽车雷达，氛围灯。实际应用中，需要给每个节点写入不同的地址，通过地址识别不同的节点，对相应节点的硬件进行控制。现有技术中，在生产安装过程中，为了防止节点位置安装错误的方式为：对控制器进行标志；在外观、线束做差异化进行区分。这些方式通常需要对器件进行分别编号，增加管理和备货的复杂程度。
3.可见，现有技术中存在对器件进行分别编号的问题，从而增加了管理和备货的复杂程度。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种lin节点地址确定装置，其解决了现有技术中存在对器件进行分别编号的问题。
5.本实用新型提供一种lin节点地址确定装置，所述装置包括：电流检测单元、mcu和上拉电阻单元；所述电流检测单元串联于lin总线，用于当间隔场信号开始时采集lin总线的子节点的电流得到第一电流信号；所述mcu分别与所述电流检测单元和上拉电阻单元相连，用于接收到所述电流检测单元发出的第一电流信号之后，向所述上拉电阻单元发出第一控制信号；所述上拉电阻单元与所述mcu和所述lin总线相连，用于根据所述第一控制信号向所述lin总线的子节点的前端注入第二电流；所述电流检测单元还用于当所述子节点的前端注入第二电流之后，采集所述lin总线的子节点的电流得到第二电流信号；所述mcu还用于根据接收到的所述电流检测单元发出的第二电流信号和第一电流信号得到第一地址确定电流信号。
6.可选地，所述装置还包括：恒流源单元；所述恒流源单元分别与所述mcu和所述当前子节点的前端相连，用于当所述mcu接收到所述电流检测单元发出的第二工作电流之后，根据所述mcu发出的第二控制信号输出第二电流，使所述第一电流、第二电流和第一工作电流流过相邻子节点；所述电流检测单元还用于当所述恒流源单元输出所述第二电流之后，检测所述当前子节点的电流得到第三工作电流；所述mcu还用于根据接收到的所述电流检测单元发出的第一工作电流和所述第三工作电流确定所述当前子节点的位置。可选地，所述电流检测单元包括：第一电阻、运算放大器和第二电阻；所述第一电阻串联于所述lin总线；所述运算放大器的输入端分别与所述第一电阻的两端相连，所述运算放大器的输出端与所述第二电阻的第一端相连；所述运算放大器的电源端与第一电源相连；所述第二电阻的第二端与所述mcu相连。
7.可选地，所述电流检测单元还包括：第一电容；所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第二端相连；所述第一电容的第二端接地。
8.可选地，所述电流检测单元还包括：第二电容；所述第二电容的第一端与所述运算放大器的电流端相连，所述第二电容的第二端接地。
9.可选地，所述上拉电阻单元包括：上拉电阻、第四电阻、第一mos管、第一三极管、第五电阻和第六电阻；所述上拉电阻的第一端与第一电源端相连，所述上拉电阻的第二端与所述第一mos管的源极相连；所述第一mos管的漏极与lin总线相连；所述第一mos管的栅极与第一三极管的集电极相连；所述第四电阻的两端分别与所述第一电源端和所述第一三极管的集电极相连；所述第一三极管的基极与所述第五电阻的第一端相连，所述第一三极管的发射极接地；所述第五电阻的第二端与所述mcu相连；所述第六电阻的两端分别与所述第五电阻的第二端相连和接地。
10.可选地，所述上拉电阻单元还包括：第一二极管；所述第一二极管的正极与所述第一 mos管的漏极相连，所述第一二极管的负极与所述lin总线相连。
11.可选地，所述恒流源单元包括：第七电阻、稳压源、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第一开关单元；所述第七电阻的第一端与第一电源端相连，所述第七电阻的第二端与所述稳压源的第一端相连；所述稳压源的第二端接地，所述稳压源的第一端和第三端通过第八电阻相连；所述稳压源的第三端和第二端通过第九电阻相连；所述第十电阻的两端分别与所述稳压源的第一端和所述第一开关单元的输入端相连；所述第一开关单元的控制端与所述mcu相连，所述第一开关单元的输出端与所述lin总线相连。
12.可选地，所述第一开关单元包括：第十一电阻、第二mos管、第二三极管、第十二电阻和第十三电阻；所述第二mos管的源极与所述第十电阻的第二端相连，所述第二mos管的栅极与所述第二三极管的集电极相连；所述第二mos管的漏极与lin总线相连；所述第十一电阻的两端分别与所述第二mos管的源极和栅极相连；所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极与所述第十二电阻的第一端相连；所述第十二电阻的第二端与所述 mcu相连；所述第十三电阻的第一端与所述第十二电阻的第一端相连，所述第十三电阻的第二端接地；其中，所述第二mos管的源极为所述第一开关单元的输入端，所述第二mos 管的漏极为输出端，所述第十三电阻的第二端为控制端。
13.可选地，所述恒流源单元还包括：第二二极管；所述第二二极管的正极与所述第十电阻的第二端相连，所述第二二极管的负极与所述第一开关单元的输入端相连。
14.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
15.首先当间隔场(break field)信号开始时电流检测单元检测当前子节点的电流的第一工作电流，mcu接收到第一工作电流之后，向上拉电阻单元发出第一控制信号，上拉电阻单元根据第一控制信号打开，向当前子节点的前端注入第一电流，使第一电流和第一工作电流一起流过相邻子节点，使相邻子节点的电流增大，再检测当点子节点的电流得到第二工作电流，mcu根据第一工作电流和第二工作电流确定出当前子节点的位置，自动识别出当前子节点的位置，解决了现有技术中对器件分别编号的问题，降低了管理难度，满足了用户的需求。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例提供的一种lin节点地址确定装置的结构图；
17.图2为本实用新型实施例提供的一种lin节点地址确定装置的具体应用场景图；
18.图3为本实用新型实施例提供的一种lin信号的帧结构图；
19.图4为本实用新型实施例提供的另一种lin节点地址确定装置的结构图；
20.图5为本实用新型实施例提供的一种电流检测单元的电路图；
21.图6为本实用新型实施例提供的一种上拉电阻单元的电路图；
22.图7为本实用新型实施例提供的一种恒流源单元的电路图。
具体实施方式
23.下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。
24.图1为本实用新型实施例提供的一种lin节点地址确定装置的结构图，如图1所示，所述装置包括：电流检测单元100、mcu200和上拉电阻单元300；
25.所述电流检测单元100串联于lin总线，用于当间隔场信号开始时检测当前子节点的第一工作电流ia；
26.所述mcu200分别与所述电流检测单元100和上拉电阻单元300相连，用于接收到所述电流检测单元100输出的第一工作电流ia之后，向所述上拉电阻单元300发出第一控制信号；
27.所述上拉电阻单元300与所述mcu200和所述当前子节点的前端相连，用于根据所述第一控制信号输出第一电流i1，使所述第一电流i1和所述第一工作电流ia一起流过相邻子节点；
28.所述电流检测单元100还用于当所述上拉电阻单元300输出所述第一电流i1之后，检测所述当前子节点的电流得到第二工作电流ib；
29.所述mcu200还用于根据接收到的所述电流检测单元100发出的所述第一工作电流ia 和所述第二工作电流ib确定所述当前子节点的位置。
30.在本实施例中，lin节点地址确定装置应用于lin总线，图2为本实用新型实施例提供的一种lin节点地址确定装置的具体应用场景图，具体应用场景可以如图2所示，lin 总线包括1个主节点和多个子节点，节点地址确定装置设置在每个子节点上，刚开始时，检测当前子节点的第一工作电流ia，第一工作电流ia为子节点的正常工作电流，未注入其他电流，mcu200接收到第一工作电流ia之后，向上拉电阻单元300发出第一控制信号，上拉电阻单元300输出第一工作电流ia，使第一电流i1和第一工作电流ia一起流过下一个相邻的子节点，当上拉电阻单元300输出第一电流i1之后，检测当前子节点的电流得到第二工作电流ib。图3为本实用新型实施例提供的一种lin信号的帧结构图，本实施例在间隔场(break field)信号阶段进行检测，如图3所示，当间隔场(break field)信号开始时，lin总线由主机拉到低，此时子节点上的电流均流向主节点。当每个子节点的电阻单元打开时，所有流过电阻单元的电流也流向主节点，由于每个地址确定装置的上拉电阻单元300不断注入第一电流i1，且离主节点最远的一个子节点并未注入上拉电阻的第一电流i1，因此，离主节点越近的子节点电流最大，离主节点最远的子节点电流最小。 mcu200根据接收到的第一工作电流ia和第二工作电流ib确定当前子节点的位置，具体地， mcu200通过计算第二工作电流ib
与第一工作电流ia的差值与第一阈值进行比较，当差值小于第一阈值时，确定该节点为离主节点最远的子节点，对其进行地址分配后，断开最后一个子节点后继续进行确定。其中，第一阈值可以根据流过上拉电阻的电流大小而确定。
31.图4为本实用新型实施例提供的另一种lin节点地址确定装置的结构图，如图4所示，所述装置还包括：恒流源单元400；
32.所述恒流源单元400分别与所述mcu200和所述当前子节点的前端相连，用于当所述 mcu200接收到所述电流检测单元100发出的第二工作电流ib之后，根据所述mcu200发出的第二控制信号输出第二电流i2，使所述第一电流i1、第二电流i2和第一工作电流ia 流过相邻子节点；所述电流检测单元100还用于当所述恒流源单元400输出所述第二电流 i2之后，检测所述当前子节点的电流得到第三工作电流ic；所述mcu200还用于根据接收到的所述电流检测单元100发出的第一工作电流ia和所述第三工作电流ic确定所述当前子节点的位置。
33.在本实施例中，当mcu200接收到电流检测单元100发出的第二工作电流ib之后，向恒流源单元400发出第二控制信号，恒流源单元400根据第二可控制信号输出第二电流i2，第一电流i1、第二电流i2和第一工作电流ia流入下一个相邻的子节点，离主节点最远的子节点的电流依旧最小，由于第二电流i2的注入，相邻子节点的电流将会变大，电流检测单元100检测到最后一个子节点的第三工作电流ic和最后一个子节点相邻的子节点的第三工作电流ic将会相差很大，在设置第二阈值时，最后一个子节点的相邻的子节点将很难落入第二阈值的范围，因此，更精确地确定出最后一个子节点。mcu200根据接收到的第一工作电流ia和第三工作电流ic确定当前子节点的位置，具体地，mcu200通过计算第三工作电流ic与第一工作电流ia的差值与第二阈值进行比较，当差值小于第一阈值时，确定该节点为离主节点最远的子节点，对其进行地址分配后，断开最后一个子节点后继续进行后面的子节点的地址确定。其中，第二阈值可以根据流过上拉电阻单元300输出的电流大小和恒流源单元400输出的电流大小而确定。
34.图5为本实用新型实施例提供的一种电流检测单元100的电路图，如图5所示，所述电流检测单元100包括：第一电阻r1、运算放大器u1和第二电阻r2；所述第一电阻r1 串联于所述lin总线；所述运算放大器u1的输入端分别与所述第一电阻r1的两端相连，所述运算放大器u1的输出端与所述第二电阻r2的第一端相连；所述运算放大器u1的电源端与第一电源相连；所述第二电阻r2的第二端与所述mcu200相连。所述电流检测单元 100还包括：第一电容c1；所述第一电容c1的第一端与所述第二电阻r2的第二端相连；所述第一电容c1的第二端接地。所述电流检测单元100还包括：第二电容c2；所述第二电容c2的第一端与所述运算放大器u1的电流端相连，所述第二电容c2的第二端接地。
35.在本实施例中，子节点的电流为流经第一电阻r1的电流；运算放大器u1通过第一电阻r1两端的电压，并将电压信号转化为电流信号通过第二电阻r2发送给mcu200，mcu200 根据电流信号发出第一控制信号或第二控制信号。第一电容c1用于对流入mcu200的电流信号进行滤波，第二电容c2用于对输入运算放大器u1的电源电压进行滤波。需要说明的是运算放大器u1的型号可以为tp199a2-cr。
36.图6为本实用新型实施例提供的一种上拉电阻单元300的电路图，如图6所示，所述上拉电阻单元300包括：上拉电阻r3、第四电阻r4、第一mos管p1、第一三极管q1、第五电阻r5
和第六电阻r6；所述上拉电阻r3的第一端与第一电源端相连，所述上拉电阻 r3的第二端与所述第一mos管p1的源极相连；所述第一mos管p1的漏极与lin总线相连；所述第一mos管p1的栅极与第一三极管q1的集电极相连；所述第四电阻r4的两端分别与所述第一电源端和所述第一三极管q1的集电极相连；所述第一三极管q1的基极与所述第五电阻r5的第一端相连，所述第一三极管q1的发射极接地；所述第五电阻r5的第二端与所述mcu200相连；所述第六电阻r6的两端分别与所述第五电阻r5的第二端相连和接地。所述上拉电阻r3单元300还包括：第一二极管d1；所述第一二极管d1的正极与所述第一mos管p1的漏极相连，所述第一二极管d1的负极与所述lin总线相连。
37.在本实用新型实施例中，当上拉电阻单元300的接收到mcu200发出的第二控制信号，即第一三极管q1的基极通过第五电阻r5接收到高电平信号，第一三极管q1导通，第一 mos管p1的栅极经过第一三极管q1接地接收到低电平信号；第一mos管p1导通，第一电源端输出的电流通过上拉电阻r3流入lin总线的子节点前端，实现对子节点注入第一电流i1。第一二极管d1用于防止反接。
38.图7为本实用新型实施例提供的一种恒流源单元的电路图，如图7所示，所述恒流源单元包括：第七电阻r7、稳压源u2、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10和第一开关单元410；所述第七电阻r7的第一端与第一电源端相连，所述第七电阻r7的第二端与所述稳压源u2的第一端相连；所述稳压源u2的第二端接地，所述稳压源u2的第一端和第三端通过第八电阻r8相连；所述稳压源u2的第三端和第二端通过第九电阻r9相连；所述第十电阻r10的两端分别与所述稳压源u2的第一端和所述第一开关单元410的输入端相连；所述第一开关单元410的控制端与所述mcu200相连，所述第一开关单元410的输出端与所述lin总线相连。
39.所述第一开关单元410包括：第十一电阻r11、第二mos管p2、第二三极管q2、第十二电阻r12和第十三电阻r13；所述第二mos管p2的源极与所述第十电阻r10的第二端相连，所述第二mos管p2的栅极与所述第二三极管q2的集电极相连；所述第二mos管p2 的漏极与lin总线相连；所述第十一电阻r11的两端分别与所述第二mos管p2的源极和栅极相连；所述第二三极管q2的发射极接地，所述第二三极管q2的基极与所述第十二电阻r12的第一端相连；所述第十二电阻r12的第二端与所述mcu200相连；所述第十三电阻r13的第一端与所述第十二电阻r12的第一端相连，所述第十三电阻r13的第二端接地；其中，所述第二mos管p2的源极为所述第一开关单元410的输入端，所述第二mos管p2 的漏极为输出端，所述第十三电阻r13的第二端为控制端。所述恒流源单元还包括：第二二极管d2；所述第二二极管d2的正极与所述第十电阻r10的第二端相连，所述第二二极管d2的负极与所述第一开关单元410的输入端相连。
40.在本实施例中，稳压源u2输出的电压经过第八电阻r8和第九电阻r9分压，第八电阻r8和第九电阻r9中间引入反馈，稳压源u2自动调整输出，直到平衡，使输出电压为固定电压，固定电压流过第十电阻r10，在第十电阻r10上形成固定电流。当mcu200向恒流源单元输出第二控制信号时，即第二三极管q2的基极经过第十二电阻r12接收到高电平信号，第二三极管q2导通，第二mos管p2的栅极经过第二二极管d2接地第二mos管 p2导通，第十电阻r10上形成的电流经过第二mos管p2流入子节点的前端，即向子节点的前端注入第二电流i2。
41.需要说明的是，在本文中，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。
42.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。