[发明专利]利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路及控制方法

权利要求书

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。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路控制方法，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路控制方法，其特征在于，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。

7.根据权利要求5所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路控制方法，其特征在于，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。

8.根据权利要求5所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的电路控制方法，其特征在于，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。

9.根据权利要求5所述的利用单片机普通I/O收发CAN数据信息的方法，其特征在于，在步骤(5)中，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。