一種can總線智能節點系統實驗箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種CAN總線智能節點系統實驗箱，該實驗箱包括A節點、B節點、功能模塊、擴展接口；A節點、B節點為兩個軟、硬件結構相同的智能節點，每個節點的模塊都有相應的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅動器、外圍電路，兩個模塊之間有專用通訊電纜相連，實驗箱內還設計了擴展接口部分。本實用新型的優點在于：簡化實驗入門難度，通過實驗，使學生自然、熟練地掌握所學內容。實現了CAN總線實驗設備中的多個智能節點的相互通訊實驗，簡單易用，通用性強。
【專利說明】
一種CAN總線智能節點系統實驗箱
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種CAN總線智能節點系統實驗箱，尤其是一種一種CAN總線智能節點系統實驗箱。
【背景技術】
[0002]CAN總線作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網絡通訊控制方式，已被廣泛運用于自動化控制系統中，如在汽車電子、機器人、過程控制、電力系統、安防監控等各領域都得到廣泛的應用。然而CAN總線技術的學習過程枯燥、難于理解。實踐證明，由智能節點構成實驗箱的方式入手進行CAN總線技術的學習上手快，效果好。
[0003]目前，公知的適合初學者學習CAN總線技術的學習工具很少，以單個的實驗開發板為主;設備簡陋，只有單個的節點，無法實現節點與節點之間的相互通訊實驗，可實現的實驗項目較少。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種CAN總線智能節點系統實驗箱，該實驗箱能夠幫助初學者學習CAN總線技術、提高學習效率;實現節點間相互、自由通訊，單個節點還可用于單片機的學習；可實現更多的智能節點及功能模塊的擴展，便于二次開發。
[0005]本實用新型的技術方案為:一種CAN總線智能節點系統實驗箱，該實驗箱包括A節點、B節點、功能模塊、擴展接口； A節點、B節點為兩個軟、硬件結構相同的智能節點，每個節點的模塊都有相應的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅動器、外圍電路，兩個模塊之間有專用通訊電纜相連，實驗箱內還設計了擴展接口。
[0006]實驗箱A節點和B節點的硬件電路包括STC系列單片機及外圍電路模塊、SJA1000CAN控制器、CTM8251收發器、通訊模塊，實驗箱的功能模塊部分包括:液晶顯示器、溫度檢測模塊、壓力檢測模塊、直流電機測速模塊、步時電機控制模塊、超聲波測距模塊。
[0007]本實用新型的優點在于:簡化實驗入門難度，通過實驗，使學生自然、熟練地掌握所學內容。實現了 CAN總線實驗設備中的多個智能節點的相互通訊實驗，簡單易用，通用性強。同時由于智能節點選用的是具有ISP功能的STC89C52單片機，因此實驗箱上也可以完成單片機的實驗項目，它通過計算機串口下載固件程序在單片機中，不需要仿真器，易于操作的同時，節約了成本。同時，經擴展口可擴展更多的智能節點或其他功能模塊，便于二次開發。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0009]圖2為圖1中單個智能節點的結構框圖；
[0010]圖3為CAN節點電路的連接關系；
[0011 ]圖4為其他功能模塊里配置的部分功能模塊框圖。
[0012]圖1中:1.節點A，2.雙絞線，3.節點B，4.功能模塊，5.擴展接口，6.實驗箱底板。
【具體實施方式】
[0013]一種CAN總線智能節點系統實驗箱，該實驗箱包括A節點、B節點、功能模塊、擴展接口；A節點、B節點為兩個軟、硬件結構相同的智能節點，每個節點的模塊都有相應的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅動器、外圍電路，兩個模塊之間有專用通訊電纜相連，實驗箱內還設計了擴展接口。實驗箱A節點和B節點的硬件電路包括STC系列單片機及外圍電路模塊、SJA1000CAN控制器、CTM8251收發器、通訊模塊，實驗箱的功能模塊部分包括:液晶顯示器、溫度檢測模塊、壓力檢測模塊、直流電機測速模塊、步時電機控制模塊、超聲波測距模塊。
[0014]結束實驗設備中只有簡易開發板的形式，為CAN總線技術的學習、開發和測試而設計的一種CAN總線智能節點實驗箱，實驗箱內部配置兩個智能節點，可完成節點間的相互通訊、與串口通訊轉換的編程測試實驗，單個智能節點上設計的實驗項目同時可作為單片機學習的實驗工具，通過計算機串口下載固件程序在單片機中，不需要仿真器，易于操作，同時設計了擴展口，可擴展更多更好的智能節點或其他功能模塊，便于二次開發。使初學者在實驗中學會通信程序的聯機調試，更好的掌握CAN總線控制器的應用。
[0015]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:在CAN-bus網絡中，不同的CAN節點可具有不同的功能，但它們都具有相同的硬件和軟件結構，因此在實驗箱中設計A、B兩個結構相同的CAN節點，CAN總線控制器采用SJA1000芯片，CAN收發器采用CTM8251，CTM8251內部集成CAN-bus所必需的收發電路，完全電氣隔離，具有性能可靠、工作穩定的特點;A、B節點間采用雙絞屏蔽電纜進行通訊；智能節點的主控模塊選用具有ISP功能的STC89C52單片機為主控制器，可實現數十個用于單片機學習的實驗程序;有指示燈顯示通訊狀態，支持自收發功能，支持多點通訊組網；同時擴展接口模塊可實現更多的節點及其他功能模塊擴展。
[0016]見圖1至圖4，在圖1中，實驗箱的系統設計采用“核心板+底板”的方案實現，節點Al和節點B3之間用專用通訊電纜聯接，節點Al、節點B3智能節點模塊部分皆包含CAN總線控制器及CAN收發器，可實現節點間的相互通訊實驗，實驗舉例如下:由節點Al發送一個字節，節點B3接收一個字節并顯示;在圖中的功能模塊4，設計了液晶顯示功能模塊及溫度傳感器模塊等，可任由節點Al或節點B3發送信號實現相應功能;節點Al、節點B3都設計了自帶數碼顯示及LED指示燈等模塊，在不用CAN總線控制技術實驗時，可用于實現單片機實驗項目；擴展口 5既可用于擴展更多的智能節點部分，也可用于擴展其他功能模塊，便于二次開發。
[0017]圖2為1、3節點A、B的結構示意圖，給出了智能節點上所提供的硬件資源;兩個節點具有相同的軟、硬件結構，除了可實現CAN總線的實驗項目，還可實現單片機的實驗項目。
[0018]圖3為CAN節點電路的連接關系，在實際電路設計中，CAN節點(圖1中的1、3節點A、B)硬件電路由CAN收發器、CAN控制器、M⑶主控芯片以及功能電路幾個部分組成，這些電路的連接關系詳見圖3;
[0019]圖4為圖1中的功能模塊4的內容，給出了功能模塊4中的功能模塊的具體模塊，如液晶顯示模塊、溫度檢測模塊等，可由節點Al或節點B3發送信號來控制這些模塊，如實現溫度檢測并送到液晶顯示模塊顯示所測溫度等。
【主權項】
1.一種CAN總線智能節點系統實驗箱，其特征在于:該實驗箱包括A節點、B節點、功能模塊、擴展接口；A節點、B節點為兩個軟、硬件結構相同的智能節點，每個節點的模塊都有相應的主控芯片、CAN總線控制器、CAN驅動器、外圍電路，兩個模塊之間有專用通訊電纜相連，實驗箱內還設計了擴展接口。2.根據權利要求1所述CAN總線智能節點系統實驗箱，其特征在于:實驗箱A節點和B節點的硬件電路包括STC系列單片機及外圍電路模塊、SJA1000CAN控制器、CTM8251收發器、通訊模塊，實驗箱的功能模塊部分包括:液晶顯示器、溫度檢測模塊、壓力檢測模塊、直流電機測速模塊、步時電機控制模塊、超聲波測距模塊。
【文檔編號】G09B19/00GK205508202SQ201620158840
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月2日
【發明人】肖靜, 秦添, 曾麗萍, 余穎
【申請人】東華理工大學