CN109343396A - 一种并机can匹配电阻自动识别电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种并机CAN匹配电阻自动识别电路，在CAN并机系统中增加了一路电平信号，利用改进的控制电路，实现了并机CAN匹配电阻自动识别。本发明取消使用MCU，大幅减少了外围器件，简化了电路，降低了成本，相对于手动匹配，本发明提高了可靠性，具有可靠性和成本控制的双重优势。
Description
技术领域
本发明涉及CAN并机系统，具体涉及一种匹配电阻自动识别电路。
背景技术
CAN总线是一种两线差分式的总线通讯方式，总线上可以同时连接多个CAN收发节点，进行总线式数据传送。CAN总线规范要求在每个收发节点的总线两端各须配置一颗120欧姆匹配电阻，以消除反射。
市面上现有方案主要有人工匹配和利用MCU实现自动匹配这两种方式实现匹配电阻的安装。
人工匹配是当系统安装好以后，通过在终端模块上设置拨码开关或者跳线，或者增加外部电阻的方法，来给总线匹配电阻。这种手工方法，往往需要在系统安装完以后才能进行，效率低下，且容易出错，导致通讯异常。
利用MCU实现自动匹配是利用CAN收发器、MCU控制单元、终端电阻以及电阻接通开关，这种方式当CAN收发节点接入所述总线电缆完毕，CAN总线上电后对接入的CAN收发节点进行编码，CAN收发节点的编码按大小顺序编排，使得总线电缆两端的CAN收发节点分别编有最小和最大的编码，所述微控制单元MCU据此对编有最小和最大编码的CAN收发节点的电阻接通开关进行闭合控制，以实现总线电缆两端的CAN收发节点的终端电阻自动接入总线电缆。这种控制方式实现了自动控制，但是内部控制复杂，需要的MCU控制单元成本较高，此外MCU还需要外围电路搭设，在PCB上占用空间和体积较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种电路，实现并机CAN匹配电阻的自动识别。
本发明采用如下技术方案：
一种并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于包括：
一并机输入端：接收上一台并机设备发送的一路电平信号；
一并机输出端：发送一路电平信号到下一台并机设备；
一匹配电阻切入控制电路，其包含：
第一输入端：连接至并机输入端；
第二输入端：连接至并机输出端；
控制输出端：连接至一继电器控制电路，所述继电器控制匹配电阻的切入或断开。
本发明进一步的技术方案是：
并机输入端信号为0，并机输出端信号为1时，设备为多机并联时的主机，匹配电阻切入；
并机输入端信号为1，并机输出端信号为1时，设备为多机并联时的中间从机，匹配电阻断开；
并机输入端信号为1，并机输出端信号为0时，设备为多机并联时的末尾从机，匹配电阻切入；
并机输入端信号为0，并机输出端信号为0时，设备为单机，匹配电阻切入。
有益效果
本发明在CAN并机系统中增加了一路电平信号，利用改进的控制电路，实现了并机CAN匹配电阻自动识别。本发明取消使用MCU，大幅减少了外围器件，简化了电路，降低了成本，相对于手动匹配，本发明提高了可靠性，具有可靠性和成本控制的双重优势。
附图说明
图1是并联CAN自动电阻匹配的框架图；
图2为实施例一电路原理图；
图3为实施例二电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围
图1为总体并联CAN自动电阻匹配的框架图，每一并机设备通过网口连接CAN总线，通过控制电路控制开关自动选择切入或者断开匹配电阻。
实施例一
如图2所示，本发明使用多路三极管搭建控制电路，在CAN线输入和输出中，多增加一路5V电平信号，CAN_IN：接收上一台传递来的5V电平信号，接网线；CAN_OUT：发送到下一台的5V电平信号，接网线。
利用该信号，自动识别本机状态，如CAN_IN=0，CAN_OUT=1，则本机为多机并联时的主机；如CAN_IN=1，CAN_OUT=1，则本机为多机并联时的中间从机；如CAN_IN=1，CAN_OUT=0，则本机为多机并联时的最末尾从机；如CAN_IN=0，CAN_OUT=0，则本机为单机。
下面对电路工作原理进行详细说明：
利用上述CAN_IN及CAN_OUT的5V信号设计控制CAN终端匹配电阻的电路，按照逻辑实现自动匹配电阻切入功能。
切入控制电路包括PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2及Q3，CAN_IN信号连接三极管Q1的基极，CAN_OUT信号连接Q1的射极，Q1的集电极接地；三极管Q2的基极接三极管Q1的射极，Q2的集电极接第一电源（5V电源）正极，Q2的射极接地；三极管Q3基极接三极管Q2的集电极，Q3的集电极连接继电器控制端，Q3的射极接地。
在CAN_H和CAN_L之间设有可切入的终端匹配电阻R1，继电器控制CAN_H和CAN_L之间的终端匹配电阻R1切入或断开。
单机状态
CAN_IN=0、CAN_OUT=0，继电器靠自身的控制电路，闭合，切入匹配电阻。
具体是：CAN_IN=0、CAN_OUT=0，三极管Q1的基极及集电极的信号都是低电平0V，Q1不动作；Q2为NPN型高电平导通，故三极管Q2的基极连接CAN_OUT=0时，Q2断开，Q2集电极的5V电源连接Q3的基极使得Q3导通，Q3集电极电路上的继电器开关闭合，切入匹配电阻R1。
并机状态
主机状态：CAN_IN=0、CAN_OUT=1，继电器闭合，主机切入匹配电阻；
具体是：CAN_IN=0、CAN_OUT=1，三极管Q1为PNP型，Q1基极为CAN_IN=0低电平,Q1导通；Q1导通后，则三极管Q2的基极为低电平，Q2为NPN型的，Q2断开；则Q2集电极的5V电源连接Q3的基极使得Q3导通，Q3导通，继电器闭合，主机切入匹配电阻R1。
中间从机状态：CAN_IN=1；CAN_OUT=1，继电器断开，中间从机断开匹配电阻；
具体是：CAN_IN=1；CAN_OUT=1，Q1断开，Q2导通，Q3断开，继电器断开，中间从机断开匹配电阻。
末位从机状态：CAN_IN=1；CAN_OUT=0，继电器闭合，末位从机切入匹配电阻；
具体是：CAN_IN=1；CAN_OUT=0，Q1断开，Q2断开，Q3闭合，继电器闭合，末位从机切入匹配电阻。
只有中间的从机不切入匹配电阻，主机（第一台）、单机和末位从机（最后一台）都切入中间电阻，
不管并机多少台，第一台和最后一台机器都要切入匹配电阻。
以上仅以三极管为例对本发明进行了详细的阐述，本领域技术人员完全知晓，可以采用别的开关管做等同替换实现相同控制功能，并不仅限于三极管。
实施例二：
如图3所示，在CAN线中增加一路电平信号，在CAN输入端口和输出端口，该信号分别表示为CAN_IN及CAN_OUT，CAN匹配电阻的控制电路包括输入端A和输入端B， 分别接收来自CAN输入端口和输出端口的电平信号，该电平信号高电平可以为3V或其他，该控制电路主要包括与电路部分及非电路部分，与电路部分包括两个并联的二极管D1和D2，二极管D1的负极连接输入端A，二极管D2的负极连接输入端B，二极管D1、D2的正极通过一电阻R连接到第一电源正极+Ec，一N型三极管Q，三极管的基极连接至电阻R和二极管D1、D2连接的节点上，三极管的集电极接电源Ucc，三极管的发射极接地。三极管的集电极还与继电器连接用于控制继电器，从而实现CAN匹配电阻的自动切入。
工作原理是：当CAN_IN 信号及CAN_OUT信号中只要有一个或都为低电平时，二极管电路导通，三极管Q基极为低电平，三极管截止，则连接三极管集电极的控制端为高电平，控制继电器闭合匹配电阻切入；只有当CAN_IN 信号及CAN_OUT信号均为高电平时，二极管D1、D2都不导通，三极管基极为高电平，三极管导通，三极管集电极为低电平，连接三极管集电极的控制端为低电平，继电器断开，匹配电阻不接入。
本发明的CAN自动识别及切入匹配电阻即可以单机使用时自动切入匹配电阻，亦可在多机系统并机时：多机并联或串联时均能实现自动匹配终端电阻。
Claims (9)
1.一种并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于包括：
一并机输入端：接收上一台并机设备发送的一路电平信号；
一并机输出端：发送一路电平信号到下一台并机设备；
一匹配电阻切入控制电路，其包含：
第一输入端：连接至并机输入端；
第二输入端：连接至并机输出端；
控制输出端：连接至一继电器控制电路，所述继电器控制匹配电阻的切入或断开。
2.如权利要求1所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于：
并机输入端信号为0，并机输出端信号为1时，设备为多机并联时的主机，匹配电阻切入；
并机输入端信号为1，并机输出端信号为1时，设备为多机并联时的中间从机，匹配电阻断开；
并机输入端信号为1，并机输出端信号为0时，设备为多机并联时的末尾从机，匹配电阻切入；
并机输入端信号为0，并机输出端信号为0时，设备为单机，匹配电阻切入。
3.如权利要求1或2所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于所述匹配电阻切入控制电路包括：
第一三极管：基极连接至所述第一输入端，发射极连接至所述第二输入端，集电极接地；
第二三极管：基极连接至第一三极管的发射极，集电极连接至第一电源正极和所述继电器控制电路，所述第一电源正极的电压值和所述电平信号的高电平电压值相等，发射极接地。
4.如权利要求3所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于：
所述第二三极管通过一第三三极管连接至所述继电器控制电路，所述第三三极管的基极连接至第二三极管的集电极，集电极连接所述继电器控制电路，发射极接地。
5.如权利要求1或2所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于所述匹配电阻切入控制电路包括：
与逻辑电路：其一个输入端连接所述第一输入端，另一个输入端连接所述第二输入端，其输出端连接至第一电源正极，所述第一电源正极的电压值和所述电平信号的高电平电压值相等；
非逻辑电路：其输入端连接所述与逻辑电路的输出端，其输出端连接所述继电器控制电路。
6.如权利要求5所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路，其特征在于：
所述与逻辑电路包括两个并联的二极管，一个二极管的负极连接所述第一输入端，另一个二极管的负极连接所述第二输入端，两个二极管的正极相互连接并通过一个电阻连接到所述第一电源正极；所述非逻辑电路包括一三极管，三极管的基极连接至两个二极管相互连接的节点上，集电极连接至所述继电器控制电路，发射极接地。
7.一种CAN并机设备，其特征在于包含权利要求1、2、4或6任一所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路。
8.一种CAN并机设备，其特征在于包含权利要求3所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路。
9.一种CAN并机设备，其特征在于包含权利要求5所述的并机CAN匹配电阻自动识别电路。
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