一种CAN总线智能节点系统实验箱技术方案

本实用新型专利技术公开一种CAN总线智能节点系统实验箱，该实验箱包括A节点、B节点、功能模块、扩展接口；A节点、B节点为两个软、硬件结构相同的智能节点，每个节点的模块都有相应的主控芯片、CAN总线控制器、CAN驱动器、外围电路，两个模块之间有专用通讯电缆相连，实验箱内还设计了扩展接口部分。本实用新型专利技术的优点在于：简化实验入门难度，通过实验，使学生自然、熟练地掌握所学内容。实现了CAN总线实验设备中的多个智能节点的相互通讯实验，简单易用，通用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种CAN总线智能节点系统实验箱，尤其是一种一种CAN总线智能节点系统实验箱。
技术介绍
CAN总线作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，已被广泛运用于自动化控制系统中，如在汽车电子、机器人、过程控制、电力系统、安防监控等各领域都得到广泛的应用。然而CAN总线技术的学习过程枯燥、难于理解。实践证明，由智能节点构成实验箱的方式入手进行CAN总线技术的学习上手快，效果好。目前，公知的适合初学者学习CAN总线技术的学习工具很少，以单个的实验开发板为主；设备简陋，只有单个的节点，无法实现节点与节点之间的相互通讯实验，可实现的实验项目较少。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种CAN总线智能节点系统实验箱，该实验箱能够帮助初学者学习CAN总线技术、提高学习效率；实现节点间相互、自由通讯，单个节点还可用于单片机的学习；可实现更多的智能节点及功能模块的扩展，便于二次开发。本技术的技术方案为：一种CAN总线智能节点系统实验箱，该实验箱包括 A节点、B节点、功能模块、扩展接口；A节点、B节点为两个软、硬件结构相同的智能节点，每个节点的模块都有相应的主控芯片、CAN总线控制器、CAN驱动器、外围电路，两个模块之间有专用通讯电缆相连，实验箱内还设计了扩展接口。实验箱A节点和B节点的硬件电路包括STC系列单片机及外围电路模块、SJA1000CAN控制器、CTM8251收发器、通讯模块，实验箱的功能模块部分包括：液晶显示器、温度检测模块、压力检测模块、直流电机测速模块、步时电机控制模块、超声波测距模块。本技术的优点在于：简化实验入门难度，通过实验，使学生自然、熟练地掌握所学内容。实现了CAN总线实验设备中的多个智能节点的相互通讯实验，简单易用，通用性强。同时由于智能节点选用的是具有ISP功能的STC89C52单片机，因此实验箱上也可以完成单片机的实验项目，它通过计算机串口下载固件程序在单片机中，不需要仿真器，易于操作的同时，节约了成本。同时，经扩展口可扩展更多的智能节点或其他功能模块，便于二次开发。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为图1中单个智能节点的结构框图；图3为CAN节点电路的连接关系；图4为其他功能模块里配置的部分功能模块框图。图1中：1.节点A，2.双绞线，3.节点B，4.功能模块，5.扩展接口，6.实验箱底板。具体实施方式一种CAN总线智能节点系统实验箱，该实验箱包括 A节点、B节点、功能模块、扩展接口；A节点、B节点为两个软、硬件结构相同的智能节点，每个节点的模块都有相应的主控芯片、CAN总线控制器、CAN驱动器、外围电路，两个模块之间有专用通讯电缆相连，实验箱内还设计了扩展接口。实验箱A节点和B节点的硬件电路包括STC系列单片机及外围电路模块、SJA1000CAN控制器、CTM8251收发器、通讯模块，实验箱的功能模块部分包括：液晶显示器、温度检测模块、压力检测模块、直流电机测速模块、步时电机控制模块、超声波测距模块。结束实验设备中只有简易开发板的形式，为CAN总线技术的学习、开发和测试而设计的一种CAN总线智能节点实验箱，实验箱内部配置两个智能节点，可完成节点间的相互通讯、与串口通讯转换的编程测试实验，单个智能节点上设计的实验项目同时可作为单片机学习的实验工具，通过计算机串口下载固件程序在单片机中，不需要仿真器，易于操作，同时设计了扩展口，可扩展更多更好的智能节点或其他功能模块，便于二次开发。使初学者在实验中学会通信程序的联机调试，更好的掌握CAN总线控制器的应用。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：在CAN-bus网络中，不同的CAN节点可具有不同的功能，但它们都具有相同的硬件和软件结构，因此在实验箱中设计A、B两个结构相同的CAN节点，CAN总线控制器采用SJA1000芯片，CAN收发器采用CTM8251，CTM8251内部集成CAN-bus所必需的收发电路，完全电气隔离，具有性能可靠、工作稳定的特点；A、B节点间采用双绞屏蔽电缆进行通讯；智能节点的主控模块选用具有ISP功能的STC89C52单片机为主控制器，可实现数十个用于单片机学习的实验程序；有指示灯显示通讯状态，支持自收发功能，支持多点通讯组网；同时扩展接口模块可实现更多的节点及其他功能模块扩展。见图1至图4，在图1中，实验箱的系统设计采用“核心板+底板”的方案实现，节点A1和节点B3之间用专用通讯电缆联接，节点A1、节点B3智能节点模块部分皆包含CAN总线控制器及CAN收发器，可实现节点间的相互通讯实验，实验举例如下：由节点A1发送一个字节，节点B3接收一个字节并显示；在图中的功能模块4，设计了液晶显示功能模块及温度传感器模块等，可任由节点A1或节点B3发送信号实现相应功能；节点A1、节点B3都设计了自带数码显示及LED指示灯等模块，在不用CAN总线控制技术实验时，可用于实现单片机实验项目；扩展口5既可用于扩展更多的智能节点部分，也可用于扩展其他功能模块，便于二次开发。图2为1、3节点A、B的结构示意图，给出了智能节点上所提供的硬件资源；两个节点具有相同的软、硬件结构，除了可实现CAN总线的实验项目，还可实现单片机的实验项目。图3为CAN节点电路的连接关系，在实际电路设计中，CAN节点（图1中的1、3节点A、B）硬件电路由CAN收发器、CAN控制器、MCU主控芯片以及功能电路几个部分组成，这些电路的连接关系详见图3；图4为图1中的功能模块4的内容，给出了功能模块4中的功能模块的具体模块，如液晶显示模块、温度检测模块等，可由节点A1或节点B3发送信号来控制这些模块，如实现温度检测并送到液晶显示模块显示所测温度等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CAN总线智能节点系统实验箱，其特征在于：该实验箱包括 A节点、B节点、功能模块、扩展接口；A节点、B节点为两个软、硬件结构相同的智能节点，每个节点的模块都有相应的主控芯片、CAN总线控制器、CAN驱动器、外围电路，两个模块之间有专用通讯电缆相连，实验箱内还设计了扩展接口。

【技术特征摘要】
1.一种CAN总线智能节点系统实验箱，其特征在于：该实验箱包括 A节点、B节点、功能模块、扩展接口；A节点、B节点为两个软、硬件结构相同的智能节点，每个节点的模块都有相应的主控芯片、CAN总线控制器、CAN驱动器、外围电路，两个模块之间有专用通讯电缆相连，实验箱内还设计了扩展接口。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖静，秦添，曾丽萍，余颖，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：新型
国别省市：江西;36