利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路及控制方法，电路包括CAN接收转换电路、单片机以及CAN发送转换电路。控制方法是用一个运算放大器组成差分电压比较器，差分电压比较器的比较电压由电阻匹配CAN信息的隐性电位点，对差分信号比较，在输出端VOUT产生与CAN信号对应的TTL电平；单片机对TTL电平按CAN数据格式解码，并根据CRC运算法则对接收的数据CRC运算，根据CRC运算结果对CAN接收的CRC数据比较。本发明专利技术利用一个低成本电路将CAN通讯数据格式转换成TTL格式，再运用单片机的普通输入口对TTL数据处理，实现了对CAN通讯数据接收，解决了普通单片机系统无法处理CAN信息的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车的
，更具体地说，是涉及一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路及控制方法。
技术介绍
控制器局域网(ControlAreaNetwork；CAN)是一个串行、异步、多主机的通信协议，它可以连接汽车或工业应用中的电子控制模块、传感器和执行机构。CAN总线广泛应用于汽车上，特别是电动汽车上，主要用来实现车载网络各电控单元之间的信息交换，形成车载网络系统。CAN协议其中一个要素是位速率，它支持的位速率范围从1～1000Kb/s。CAN的应用范围很广，从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN。在汽车电子行业里，使用CAN连接发动机控制单元、传感器、防刹车系统、等等，其传输速度可达1Mbit/s。同时，可以将CAN安装在卡车本体的电子控制系统里，诸如车灯组、电气车窗等等，用以代替接线配线装置。但是现有的CAN通讯都用采用专用的带专用CAN收发器的MCU，系统成本较高；另外由于CAN通讯在系统间通讯有很大优势，普通电器如果采用CAN通讯成本上又受到限制，从而使普通电子产品又无法在汽车上运用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路及控制方法，解决了普通单片机系统无法处理CAN信息的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供的一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路，包括用于接收CAN数据信息，并将CAN数据信息转换成TTL数据信息后通过输入I/O口输入至单片机的CAN接收转换电路；用于对输入I/O口接收的TTL数据信息进行解码、处理，以CAN总线的数据格式和时钟周期输出TTL数据信息到输出I/O口的单片机；以及用于将输出I/O口的TTL数据信息转换成CAN数据信息的CAN发送转换电路；所述CAN接收转换电路的输入端接CAN总线，输出端与单片机的输入I/O口连接；单片机的输出I/O口与CAN发送转换电路的输入端连接，CAN发送转换电路的输出端接CAN总线。作为优选的技术方案，所述CAN接收转换电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的反相输入端串联电阻R7后接CAN总线的高位数据线，正相输入端串联电阻R10后接CAN总线的低位数据线，所述运算放大器U1的正相输入端串联电阻R9后接地，同时串联电阻R8后接电源VCC，电阻R8、电阻R9匹配CAN信号的隐性电位点，对差分信号比较，在运算放大器U1的输出端VOUT产生与CAN数据信息对应的TTL数据信息。作为优选的技术方案，所述运算放大器U1采用TLC3702CP。作为优选的技术方案，所述CAN发送转换电路包括第一三极管Q5、第二三极管Q6、第一二极管D1、第二二极管D2、电阻R11、电阻R12、电阻R7及电阻R8，第一三极管Q5的基极和第二三极管Q6的基极均与单片机输出I/O口连接；所述第一三极管Q5的集电极连接第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极串联电阻R8后接CAN总线的低位数据线，所述第一三极管Q5的发射极串联电阻R12后接地；所述第二三极管Q6的发射极连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极串联电阻R7后接CAN总线的高位数据线，所述第二三极管Q6的集电极串联电阻R11后接电源VCC。本专利技术还提供了一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路控制方法，该方法包括下述步骤：(1)将单片机的一个I/O口设置成输出I/O口，并置低电平释放CAN总线；(2)将单片机的另一个I/O口设置成输入I/O口；(3)用一个运算放大器组成差分电压比较器，差分电压比较器的比较电压由电阻匹配CAN信息的隐性电位点，对差分信号比较，在运算放大器U1的输出端VOUT产生与CAN数据信息对应的TTL数据信息；(4)单片机对TTL数据信息按CAN数据格式解码，并根据CAN协议的仲裁机制，判定接收的数据是否有误，并按协议规定发送应答信号；(5)单片机按照CAN总线的数据出错规则对接收信息判别，如果接收正确，单片机的输出I/O口按CAN总线格式发送应答信号。作为优选的技术方案，步骤(3)中，当有差分信号输入时，输出端VOUT有TTL信号产生，单片机输入I/O口根据系统的数据格式对TTL信号解码。作为优选的技术方案，步骤(4)中，单片机对TTL电平按CAN数据格式解码的具体方法为：单片机接收TTL的高电平则对应CAN数据的显性电平，接收TTL的低电平则对应CAN数据的隐性电平，并依次接收整个数据包。作为优选的技术方案，步骤(4)中，还包括根据CRC运算法则对接收的TTL数据信息进行CRC运算。作为优选的技术方案，发送应答信号时按CAN总线的数据格式和时钟周期对单片机的一个输出I/O口置高或置低完成数据的传送，并按CAN总线的出错规则发送相应信息及CRC数据。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术利用一个低成本电路将CAN通讯数据格式转换成TTL格式，再运用单片机的普通输入口对TTL数据处理，实现了对CAN通讯数据接收，解决了普通单片机系统无法处理CAN信息的问题。2、本专利技术解决了普通单片机系统无法接收CAN数据的问题，节省了价格高昂的CAN收发器。3、本专利技术运用软件处理CAN信息，系统处理CAN数据更加灵活，以简单的方式实现复杂的CAN数据收发。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路原理图；图2是本专利技术实施例一提供的CAN接收转换电路的电路原理图；图3是本专利技术实施例一提供的CAN发送转换电路的电路原理图；图4是本专利技术实施例二提供的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的控制方法流程图；图5是本专利技术实施例三提供的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的控制方法流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路，其特征在于，包括用于接收CAN数据信息，并将CAN数据信息转换成TTL数据信息后通过输入I/O口输入至单片机的CAN接收转换电路；用于对输入I/O口接收的TTL数据信息进行解码、处理，以CAN总线的数据格式和时钟周期输出TTL数据信息到输出I/O口的单片机；以及用于将输出I/O口的TTL数据信息转换成CAN数据信息的CAN发送转换电路；所述CAN接收转换电路的输入端接CAN总线，输出端与单片机的输入I/O口连接；单片机的输出I/O口与CAN发送转换电路的输入端连接，CAN发送转换电路的输出端接CAN总线。

【技术特征摘要】
1.一种利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路，其特征在于，包括用于接收CAN数据信息，并将CAN数据信息转换成TTL数据信息后通过输入I/O口输入至单片机的CAN接收转换电路；
用于对输入I/O口接收的TTL数据信息进行解码、处理，以CAN总线的数据格式和时钟周期输出TTL数据信息到输出I/O口的单片机；
以及用于将输出I/O口的TTL数据信息转换成CAN数据信息的CAN发送转换电路；
所述CAN接收转换电路的输入端接CAN总线，输出端与单片机的输入I/O口连接；单片机的输出I/O口与CAN发送转换电路的输入端连接，CAN发送转换电路的输出端接CAN总线。
2.根据权利要求1所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路，其特征在于，所述CAN接收转换电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的反相输入端串联电阻R7后接CAN总线的高位数据线，正相输入端串联电阻R10后接CAN总线的低位数据线，所述运算放大器U1的正相输入端串联电阻R9后接地，同时串联电阻R8后接电源VCC，电阻R8、电阻R9匹配CAN信号的隐性电位点，对差分信号比较，在运算放大器U1的输出端VOUT产生与CAN数据信息对应的TTL数据信息。
3.根据权利要求2所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路，其特征在于，所述运算放大器U1采用TLC3702CP。
4.根据权利要求1所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路，其特征在于，所述CAN发送转换电路包括第一三极管Q5、第二三极管Q6、第一二极管D1、第二二极管D2、电阻R11、电阻R12、电阻R7及电阻R8，第一三极管Q5的基极和第二三极管Q6的基极均与单片机输出I/O口连接；所述第一三极管Q5的集电极连接第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极串联电阻R8后接CAN总线的低位数据线，所述第一三极管Q5的发射极串联电阻R12后接地；所述第二三极管Q6的发射极连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极串联电阻R7后接CAN总线的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文赋，任素云，王延聪，
申请(专利权)人：惠州市蓝微新源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44