一种USB串口转CAN装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种USB串口转CAN装置，包括：USB连接器，USB连接器用于连接外部装置并传输USB信号和获得电源信号；USB转串口芯片，USB转串口芯片用于实现USB信号与串口信号的双向转换；单片机，单片机具有串口和CAN通信接口并用于实现串口信号与CAN信号的双向转换；时钟模块，时钟模块用于为单片机提供所需时钟信号；CAN收发器，CAN收发器用于连接外部CAN卡并传输CAN信号；SWD调试口，SWD调试口用于连接外部ARM仿真器并用于对单片机进行调试；USB连接器与USB转串口芯片相连接，USB转串口芯片、时钟模块、CAN收发器、SWD调试口分别与单片机相连接。本实用新型专利技术具有成本低、易操作、信号传输稳定等特点。输稳定等特点。输稳定等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种USB串口转CAN装置


[0001]本技术属于智能硬件板级通信接口转换
，具体涉及一种基于单片机的USB串口转CAN装置。

技术介绍

[0002]随着单片机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，单片机的通信功能显得越来越重要。单片机与单片机之间，单片机与计算机之间时，信息的交互通常采用异步串行通信（UART）方式，因其传输线少，长距离传输时成本低，且不需要时钟信号等优点，广泛应用于嵌入式通信领域。CAN总线具有数据通信实时性强、传输速率快，距离远，抗干扰能力强等诸多优点，在智能硬件，工业控制、汽车电子网络等领域，CAN总线通信应用非常广泛，在传统的嵌入式开发过程中，工程师不免遇到CAN通信缺少CAN接口、需要CAN数据传输时的实时监测情况，最简单的方案就是采用USB串口转CAN通讯，借助PC端串口调试工具、CAN分析调试软件，从而实现二者相互通信和监测，而传统的USB串口转CAN的通信方案不论在数据传输稳定性、系统成本、PC到通信板的可操作性等方面都具有一定的局限和提升空间，因此，对于嵌入式开发领域来讲，操作便捷、数据传输稳定的基于单片机的USB串口到CAN的转换模块则是一个很好的选择。
[0003]要实现USB到CAN接口的转换，目前的传统方案一是采用USB转TTL，然后TTL再转CAN，即采用两个不同的模块互联实现USB串口到CAN的数据传输功能，但由于不是集成在一个模块，而且如果传输线较长，其传输稳定性会有一定缺陷。传统方案二则是直接通过单片机内部集成的USB和UART口，进行与CAN收发器的通信，但因其普遍选取的带有USB接口的单片机成本较高，而且模块往往需要具有3.3V，5V等多个电源模块，也使得成本较高。
[0004]由此可见，传统的USB串口到CAN通信方案在可操作性、成本、稳定性方面存在缺陷。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种操作简单、成本较低、数据传输稳定，在传输速率要求不高的情况下，可实现USB口到CAN相互通信的USB串口转CAN装置。
[0006]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种USB串口转CAN装置，包括：
[0008]USB连接器，所述USB连接器用于连接外部装置并传输USB信号和获得电源信号；
[0009]USB转串口芯片，所述USB转串口芯片用于实现所述USB信号与串口信号的双向转换；
[0010]单片机，所述单片机具有串口和CAN通信接口并用于实现所述串口信号与CAN信号的双向转换；
[0011]时钟模块，所述时钟模块用于为所述单片机提供所需时钟信号；
[0012]CAN收发器，所述CAN收发器用于连接外部CAN卡并传输CAN信号；
[0013]所述USB连接器与所述USB转串口芯片相连接，所述USB转串口芯片、所述时钟模块、所述CAN收发器分别与所述单片机相连接。
[0014]所述USB串口转CAN装置还包括：
[0015]SWD调试口，所述SWD调试口用于连接外部ARM仿真器并用于对所述单片机进行调试，所述SWD调试口与所述单片机相连接。
[0016]所述单片机采用基于ARM内核的32位CPU。
[0017]所述USB转串口芯片包括用于指示其发送状态和接收状态的LED。
[0018]由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术成本低、工作范围广、易操作、更直观、信号传输稳定。
附图说明
[0019]附图1为本技术的USB串口转CAN装置的硬件系统框图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步描述。
[0021]实施例一：如附图1所示，一种USB串口转CAN装置，主要包括USB连接器、USB转串口芯片、单片机、时钟模块、CAN收发器。
[0022]USB连接器用于连接外部装置（例如PC）并传输USB信号和获得电源信号提供给整个装置。USB转串口芯片分别与USB转串口芯片、单片机相连接，用于实现USB信号与串口信号的双向转换。单片机具有串口和CAN通信接口，用于实现串口信号与CAN信号的双向转换。时钟模块与单片机相连接，用于为单片机提供所需时钟信号。CAN收发器与单片机相连接，用于连接外部CAN卡并传输CAN信号。
[0023]上述USB串口转CAN装置还包括SWD调试口。SWD调试口用于连接外部ARM仿真器，还与单片机相连接，用于对单片机进行调试
[0024]上述方案中，单片机采用了飞思卡尔Kinetis EA系列KEAZ64，KEAZ64是一款基于ARM内核的低功耗的32位车轨级MCU，并提供可扩展、稳定可靠的高性能解决方案，成本较低，非常适合智能硬件领域的应用。USB转串口芯片采用FTDI公司稳定性绝佳、通信功能丰富的FT232，该芯片不但可以进行USB 到 RS485，RS232，RS422之间的通信，也可以同MCU之间进行数据传输，USB转串口芯片包括用于指示其发送状态和接收状态的LED，此外，它还是真正的跨平台的解决方案，有适合各种操作系统的版本。CAN收发器的芯片采用了恩智浦公司的TJA1057。
[0025]硬件系统工作原理是：单片机通过UART_TX、UART_RX引脚与USB转串口芯片相互收发数据，实现USB转串口芯片到MCU之间的通信。同时，USB转串口芯片的CBUS0、CBUS1分别连接TXLED，RXLED，以LED状态分别表示串口发送和接收。CAN收发器通过CAN_TX、CAN_RX连接单片机CAN通信接口，实现MCU与CAN的数据传输。单片机所需的时钟由外部8M的时钟芯片产生，而PC则通过USB连接器为整个装置提供5V电源，并通过USBDM、USBDP实现PC到USB转串口芯片之间的数据传输。最后，单片机中通过特定的串口转CAN的双向通信驱动程序，通过SWD调试口烧写，以此来实现UART转CAN的双向数据通信过程，并可通过PC端串口调试助手和CAN调试软件实时监测二者之间的数据传输。
[0026]与传统USB转CAN方案相比，该技术在系统成本、PC端的易操作性以及信号传输稳定性等方面有了显著的提升，对现有技术进行改进，主要表现在：直接在一个模块上开辟可直连PC的USB连接器，通过USB转串口芯片和CAN收发器以及单片机控制，实现USB串口到CAN的双向通信的目的，而且USB转串口芯片选择了FTDI公司稳定性绝佳的FT232，与传统需要两个模块互联的方案相比，其数据传输稳定性有了显著的提升，而且设计方案中巧妙的采用PC端USB为整个系统提供5V电源，省去传统方案中3.3V，5V电源电路模块，降低了成本。由于开辟了USB连接器，使得装置与PC端非常易于操作，装置只需连接PC的USB即可实现USB串口到CAN的双向数据通信，并可通过PC端CAN调试软件和串口调试工具，实时监测二者之间的数据传输状态。
[0027]整个装置设计中主要解决了以往US本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种USB串口转CAN装置，其特征在于：所述USB串口转CAN装置包括：USB连接器，所述USB连接器用于连接外部装置并传输USB信号和获得电源信号；USB转串口芯片，所述USB转串口芯片用于实现所述USB信号与串口信号的双向转换；单片机，所述单片机具有串口和CAN通信接口并用于实现所述串口信号与CAN信号的双向转换；时钟模块，所述时钟模块用于为所述单片机提供所需时钟信号；CAN收发器，所述CAN收发器用于连接外部CAN卡并传输CAN信号；所述USB连接器与所述USB转串口芯片相连接，所述USB转串口芯片、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟鹏，杜利光，彭博，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院相城，
类型：新型
国别省市：