一种基于ARM7的CAN总线网关制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于ARM7的CAN总线网关，为了实现多个CAN总线子网间的通信，运用ARM7TDMI-S CPU的微控制器LPC2294、MCP2515及CTM1050设计并实现。该网关能够实现各个子网间的通信；能够实现高速与低速CAN总线网络内的数据交换；有效地降低了网络流量，增强了网络的可靠性；实现了数据转发、差错控制及流量控制等网络管理功能。同时还具有电路功耗小、形式简单、成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于ARM7的CAN总线网关技术，特别涉及适用于多路CAN总线通信装置。
技术介绍
目前，一个工业控制系统通常由若干具有独立功能的子系统组成，随着网络化的进一步发展,子系统只进行内部信息通信的状况已不能满足网络化、智能化发展的需求,由此出现了子网间的通信，而这时就需要一个CAN总线网关将几个子系统连接起来,实现数据通讯。
技术实现思路
本技术的目的就是为了实现多个CAN总线子网间的通信，运用ARM7TDMI-S CPU的微控制器LPC2294、MCP2515及CTM1050设计并实现了一种基于ARM7的CAN总线网关，该网关能够实现各个子网间的通信，通过分配给高速CAN更多的处理时间及数据缓存区，满足了不同通信速率的子网间的实时性要求；同时隔离不同功能子网内的内部通信，有效地降低了网络流量，强了网络的可靠性。并且此网关的设计基本实现了数据转发、差错控制及流量控制等网络管理功能。本技术的目的是通过如下技术措施来实现的：一种基于ARM7的CAN总线网关，包括微控制器电路、电源电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、两路SPI接口CAN控制器、六路高速隔离CAN收发器电路，其特征在于：所述电源电路的输出端与微控制器电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、SPI接口CAN控制器以及高速隔离CAN收发器电路的电源输入端相联；所述看门狗及复位电路的输出端与微控制器电路的复位输入端相联；所述JTAG接口电路的输出端与微控制器电路JTAG调试端口输入端相联；所述两路SPI接口CAN控制器的输入端与微控制器电路两路SPI接口输出端相联，两路SPI接口CAN控制器的输出端与六路高速隔离CAN收发器电路的其中两路输入端相联；所述六路高速隔离CAN收发器电路其中四路的输入端与微控制器电路的四路CAN接口输出端相联。在上述技术方案中，所述微控制器电路由基于ARM7TDMI-S CPU的微控制器LPC2294、滤波电容、晶振连接组成。在上述技术方案中，所述电源电路由由电源模块VRB2405(X)D-10WR、线性稳压电源SPX1117M3-1.8、线性稳压电源SPX1117M3-3.3、滤波电容、电源指示灯连接组成。在上述技术方案中，所述看门狗及复位电路由集看门狗、电压监控和串行EEPROM三种功能于一身的可编程控制芯片X5043组成。在上述技术方案中，所述JTAG接口电路由20芯插座组成。在上述技术方案中，所述两路SPI接口CAN控制器由CAN总线控制芯片MCP2515、时钟晶振、RC复位连接组成。在上述技术方案中，所述六路高速隔离CAN收发器电路由高速隔离CAN收发器CTM1051、通信指示灯、终端电阻连接组成。本技术结构简单，使用方便，具有以下优点：(1)能够实现高速与低速CAN总线网络内的数据交换。(2)有效地降低了网络流量，增强了网络的可靠性。(3)实现了数据转发、差错控制及流量控制等网络管理功能。(4)电路功耗小、形式简单、成本低。附图说明图1、2为本技术实施例的整体电路原理图。图3为本技术实施例中微控制器电路原理图。图4为本技术实施例电源电路原理图。图5为本技术实施例中看门狗及复位电路原理图。图6为本技术实施例中JTAG接口电路原理图。图7为本技术实施例两路SPI接口CAN控制器原理图。图8为本技术实施例中六路高速隔离CAN收发器电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的描述。如图1、2所示，一种基于ARM7的CAN总线网关，包括微控制器电路、电源电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、两路SPI接口CAN控制器电路、六路高速隔离CAN收发器电路，其特征在于：所述电源电路的输出端与微控制器电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、SPI接口CAN控制器以及高速隔离CAN收发器电路的电源输入端相联；所述看门狗及复位电路的输出端与微控制器电路的复位输入端相联；所述JTAG接口电路的输出端与微控制器电路JTAG调试端口输入端相联；所述两路SPI接口CAN控制器的输入端与微控制器电路两路SPI接口输出端相联，两路SPI接口CAN控制器的输出端与六路高速隔离CAN收发器电路的其中两路输入端相联；所述六路高速隔离CAN收发器电路其中四路的输入端与微控制器电路的四路CAN接口输出端相联。如图3所示，所述微控制器电路由基于ARM7TDMI-S CPU的微控制器U1LPC2294、滤波电容C3～C14、晶振X1等连接组成，其中微控制器U1LPC2294为主控芯片，完成网关板的大部分功能，在LPC2294上开发了CAN总线网关软件，在芯片RAM中开辟两个缓冲区，作为接收缓冲区和发送缓冲区。接收缓冲区用于存放来自六路CAN子网的未处理的数据，发送缓冲区用于存放处理后等待发送的数据。其中，接收缓冲区又进一步分为高速缓冲区和低速缓冲区，以区别来自高速CAN网络和低速CAN网络的数据。每个缓冲区的大小都是由CAN的速度和处理器对每条指令的处理时间共同决定的，实现了各子网间数据交换的功能。如图4所示，所述电源电路由由E1电源模块VRB2405(X)D-10WR、U3线性稳压电源SPX1117M3-1.8、U2线性稳压电源SPX1117M3-3.3、滤波电容C15～C20与C40～C45、电源指示灯R7与VL13连接组成。将输入的24V直流电源经电源模块E1变换为CAN隔离收发器CTM1051所需的5V直流电源；5V直流电源经电源模块U3微控制器LPC2294内核所需的1.8V直流电源；5V直流电源经电源模块U2看门狗芯片X5043、SPI接口CAN控制器MCP2515及LPC2294外围IO口3.3V直流电源。如图5所示，所述看门狗及复位电路由集看门狗、电压监控和串行EEPROM三种功能于一身的可编程控制芯片X5043组成。X5043把四种常用的能：上电复位、看门狗定时器、电源电压监控和块锁保护串行EEPROM存储器组成在一个封装之内，这种组合降低了系统成本、减少了电路板空间和增加了可靠性。U4看门狗芯片X5043主要实现微控制器LPC2294上电复位及对电源电压的监控功能，保证整个电路可靠工作。如图6所示，所述JTAG接口电路由20芯插座组成，JTAG(Joint Test Acti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM7的CAN总线网关，包括微控制器电路、电源电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、两路SPI接口CAN控制器电路、六路高速隔离CAN收发器电路，其特征在于：所述电源电路的输出端与微控制器电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、SPI接口CAN控制器以及高速隔离CAN收发器电路的电源输入端相联；所述看门狗及复位电路的输出端与微控制器电路的复位输入端相联；所述JTAG接口电路的输出端与微控制器电路JTAG调试端口输入端相联；所述两路SPI接口CAN控制器的输入端与微控制器电路两路SPI接口输出端相联，两路SPI接口CAN控制器的输出端与六路高速隔离CAN收发器电路的其中两路输入端相联；所述六路高速隔离CAN收发器电路其中四路的输入端与微控制器电路的四路CAN接口输出端相联。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM7的CAN总线网关，包括微控制器电路、电源电
路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、两路SPI接口CAN控制器
电路、六路高速隔离CAN收发器电路，其特征在于：所述电源电路的
输出端与微控制器电路、看门狗及复位电路、JTAG接口电路、SPI接
口CAN控制器以及高速隔离CAN收发器电路的电源输入端相联；所述
看门狗及复位电路的输出端与微控制器电路的复位输入端相联；所述
JTAG接口电路的输出端与微控制器电路JTAG调试端口输入端相联；
所述两路SPI接口CAN控制器的输入端与微控制器电路两路SPI接口
输出端相联，两路SPI接口CAN控制器的输出端与六路高速隔离CAN
收发器电路的其中两路输入端相联；所述六路高速隔离CAN收发器电
路其中四路的输入端与微控制器电路的四路CAN接口输出端相联。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM7的CAN总线网关，其特
征是：所述微控制器电路由基于ARM7TDMI-S CPU的微控制器
LPC2294、滤波电容、晶振连接组成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家贵，盖忠伟，魏彦，吴小丽，王晓民，张阳，熊天学，刘洋，
申请(专利权)人：武汉杭久电气有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42