一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片和方法技术

本发明专利技术公开了一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片包括CAN收发模块、CAN协议控制模块、数据缓冲模块、接口管理逻辑单元、串口驱动模块；本发明专利技术还公开了一种使用上述芯片的兼容多种串行协议的CAN数据转换方法；本发明专利技术的技术方案在CAN总线数据转换中无需MCU控制，也无需设计多种版本程序，通过远程CAN数据包即可设置内部寄存器控制芯片工作状态；降低了电路设计成本，将CAN收发器与CAN控制器的功能集成到一颗芯片中的同时兼容I2C，SPI，USART三种串行接口。行接口。

【技术实现步骤摘要】
一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片和方法


[0001]本专利技术属于信号转换收发
，具体涉及一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片与方法。

技术介绍

[0002]现有的CAN收发电路两种形式，第一种CAN收发器芯片+CAN控制芯片+微控制器(MCU)，这种方式是微控制器(MCU)本身不带CAN控制器外设的情况。第二种CAN收发器芯片+微控制器(MCU)，这种方式是微控制器(MCU)本身带CAN控制器的情况。早些年微控制器(MCU) 集成度低，自身外设单一，所以在CAN收发电路种一定要包含CAN收发芯片和CAN控制器芯片。随着微控制器(MCU)集成度越来越高，其外设也趋于丰富，包含CAN控制器外设的微控制器(MCU)只要+CAN收发器芯片即可组成CAN收发电路。市面上普通微控制器(MCU)一般不带CAN控制器外设，只有中高端的微控制器(MCU)才会带CAN控制器外设。那么中高端意味着成本的增加和PCB线路板面积增大，如果只是单纯的CAN收发电路应用，那么用一颗中高端的微控制器(MCU)，意味着浪费了微控制器(MCU)本身的其他很多资源，比如ADC，SPI， DMA等。
[0003]实际CAN总线的应用中，往往就是只需要把相关数据通过CAN收发电路发到总线上去。例如数字压力传感器，压力值是通过I2C输出，一般如果要采集一个压力传感器的值，并且把值送到CAN总线上，方法是通过MCU的I2C接口读入压力值，然后通过内部转换后，再把数据发送到CAN收发电路中去，由CAN收发电路把数据发到CAN总线中去。为题在于，一个中高端的MCU，如果只是采集了数据，再把数据发送到CAN总线中去，起到一个数据透传的作用，那么对其本身的资源是一个很大的浪费，同时增加了BOM成本，以及增大了PCB的面积。如果同时采集10个压力传感器的数据，那么同样的浪费，同样的成本增加就要乘以10。在实际的应用中，CAN总线应用在大型机械，汽车，社区管理等方面，其涉及到的数字传感前端，或者控制模块数量都是很多的，每个CAN节点都面临着上述的资源浪费和BOM成本增加的压力。其次在实际的应用中，不光是数字压力传感器，还包含其他数字传感器，其他数字传感器也有SPI输出，或者串口(USART)输出。那么针对不同的数字传感器前端设计方案的时候就要配套不同的电路以及固件程序，甚至还要选型不同的MCU来满足应用需求。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片和方法。
[0005]本专利技术的第一方面提供了一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，包括：
[0006]CAN收发模块，用于将CAN总线上收到的CAN差分信号转换成内部TTL电平发送给CAN协议控制模块或者是接收CAN协议控制模块上的TTL信号并转换成CAN差分信号送到CAN总线上；
[0007]CAN协议控制模块，用于接收CAN收发模块发送的数据，进行解析、重新组包发送给
数据缓冲模块；或接收数据缓冲模块数据，重组后发送给CAN收发模块；
[0008]数据缓冲模块，用于CAN协议控制模块与接口管理逻辑单元间的数据重组与发送；
[0009]接口管理逻辑单元，用于匹配对应串口的工作模式，并向数据缓冲模块收发数据；
[0010]串口驱动模块，用于传输对应串口的数据；
[0011]内部时钟模块，为其他模块提供时钟信号。
[0012]优选的，所述CAN收发模块与外部供电电路连接，所述外部供电电路的电压为3.3V至5V。
[0013]优选的，所述CAN协议控制模块连接有引脚AO～A4，由引脚A0～A4的电平确定CAN总线数据处理的优先级。
[0014]优选的，所述CAN协议控制模块根据由接收到的CAN协议数据的数据段确定工作模式，所述工作模式包括设置命令模式与数据收发模式。
[0015]优选的，所述数据缓冲模块包括接收数据缓冲模块和发送数据缓冲模块；所述接收数据缓冲模块接收接口管理逻辑单元的数据并进行数据帧重组后发送给CAN协议控制模块；所述发送数据缓冲模块接受CAN协议控制模块数据并发送给接口管理逻辑单元。
[0016]优选的，所述接口逻辑管理单元连接有引脚M1、M0，并根据M1、M0引脚的电平设置连接对应协议的串口驱动模块。
[0017]优选的，所述串口驱动模块包括I2C驱动模块、SPI驱动模块、USART驱动模块。
[0018]本专利技术的第二方面提供了一种是用上述芯片的兼容多种串行协议的CAN数据转换方法，包括CAN协议到I2C/SPI/USART协议的第一数据转换过程及从I2C/SPI/USART协议到CAN协议的第二数据转换过程，其特征在于：
[0019]所述第一数据转换过程包括设定接口管理逻辑单元工作模式，设定CAN协议控制模块工作模式，CAN总线数据经由CAN收发模块与CAN协议控制模块处理后发送至数据缓冲模块，并由接口逻辑单元写入到对应串口工作模式下的数据寄存器中，通过对应驱动模块发送至对应串口；
[0020]所述第二数据转换过程包括设定接口管理逻辑单位工作模式，设定CAN协议控制模块工作模式，逻辑管理单元读取串口驱动模块发送的对应串口数据，并写入至相应寄存器中，由数据缓冲模块读取寄存器中数据并发送至CAN协议控制模块，经处理后由CAN收发模块发送给CAN总线；
[0021]所述设定CAN协议控制模块工作模式的方法为重新定义CAN协议数据的仲裁段与数据段并对应CAN协议控制模块不同工作模式，由CAN总线发送设置命令数据帧至CAN协议控制模块并解析仲裁段与数据段，确定相应工作模式。
[0022]优选的，所述第一数据转换过程具体包括如下步骤：
[0023]S11.设置MOM1引脚电平，设定接口逻辑管理单元工作模式；
[0024]S12.设置A0～A4管脚的电平，确定CAN总线数据的处理优先级；
[0025]S13.CAN总线发送设置命令数据帧，由CAN收发模块将差分信号转换为TTL电平发送给 CAN协议控制模块，CAN协议控制模块解析数据帧的数据段并确定工作模式，即从CAN总线透传数据到串行端口模式；
[0026]S14.发送数据发送模式的数据，由CAN收发模块将差分信号转换为TTL电平发送给CAN 协议控制模块，CAN协议控制模块将数据发送给发送数据缓冲模块，数据缓冲模块将数
据写入数据寄存器中，接口逻辑单元读取数据缓冲模块数据并依次写入到对应串行模式下的数据寄存器中，由对应驱动模块向对应串口发出数据；
[0027]优选的，所述第二数据转换过程具体包括如下步骤：
[0028]S21.设置MOM1引脚电平，设定接口逻辑管理单元工作模式；
[0029]S22.设置A0～A4管脚的电平，确定CAN总线数据的处理优先级；
[0030]S23.CAN总线发送设置命令数据帧，由CAN收发模块将差分信号转换为TTL电平发送给 CAN协议控制模块，CA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于包括：CAN收发模块，用于将CAN总线上收到的CAN差分信号转换成内部TTL电平发送给CAN协议控制模块或者是接收CAN协议控制模块上的TTL信号并转换成CAN差分信号送到CAN总线上；CAN协议控制模块，用于接收CAN收发模块发送的数据，进行解析、重新组包发送给数据缓冲模块；或接收数据缓冲模块数据，重组后发送给CAN收发模块；数据缓冲模块，用于CAN协议控制模块与接口管理逻辑单元间的数据重组与发送；接口管理逻辑单元，用于匹配对应串口的工作模式，并向数据缓冲模块收发数据；串口驱动模块，用于传输对应串口的数据；内部时钟模块，为其他模块提供时钟信号。2.根据权利要求1所述的一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于：所述CAN收发模块与外部供电电路连接，所述外部供电电路的电压为3.3V至5V。3.根据权利要求1所述的一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于：所述CAN协议控制模块连接有引脚AO～A4，由引脚A0～A4的电平确定CAN总线数据处理的优先级。4.根据权利要求1所述的一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于：所述CAN协议控制模块根据由接收到的CAN协议数据的数据段确定工作模式，所述工作模式包括设置命令模式与数据收发模式。5.根据权利要求1所述的一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于：所述数据缓冲模块包括接收数据缓冲模块和发送数据缓冲模块；所述接收数据缓冲模块接收接口管理逻辑单元的数据并进行数据帧重组后发送给CAN协议控制模块；所述发送数据缓冲模块接受CAN协议控制模块数据并发送给接口管理逻辑单元。6.根据权利要求1所述的一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于：所述接口逻辑管理单元连接有引脚M1、M0，并根据M1、M0引脚的电平设置连接对应协议的串口驱动模块。7.根据权利要求1所述的一种兼容多种串行协议的CAN数据转换芯片，其特征在于：所述串口驱动模块包括I2C驱动模块、SPI驱动模块、USART驱动模块。8.一种使用权利要求1至7任意一项所述芯片的兼容多种串行协议的CAN数据转换方法，包括CAN协议到I2C/SPI/USART协议的第一数据转换过程及从I2C/SPI/USART协议到CAN协议的第二数据转换过程，其特征在于：所述第一数据转换过程包括设定接口管理逻辑单元工作模式，设定CAN协议控制模块工作模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳，孙锋，彭新生，许盛，
申请(专利权)人：江苏集萃集成电路应用技术创新中心有限公司无锡市锡山区半导体应用技术创新研究中心，
类型：发明
国别省市：