[实用新型]一种USB总线与高速CAN总线的接口转换器

说明书

本实用新型涉及车载总线网络领域，具体涉及一种USB总线与高速CAN总线的接口转换器的设计。本实用新型采用模块化设计，主要包括：主控模块、高速CAN总线网络模块、USB接口模块以及电源模块。主控模块电路采用ST公司的STM32F103RBT6芯片及其外围电路组成，STM32F103RBT6拥有丰富的片上资源，高速CAN总线网络模块、USB接口模块分别与主控模块相连，通过主控模块可实现对各个模块的控制功能。具体为主控模块通过I/O端口与USB接口模块进行通信，主控模块通过片上资源的CAN接口与高速CAN总线网络模块通信。实现数据的相互通信。

技术领域

本实用新型涉及车载总线网络领域，具体涉及一种USB总线与高速CAN总线的接口转换器的设计。

背景技术

CAN总线网络技术由于其传输距离远、可靠性高、实时性强以及设计灵活等特点在车载网络通信的领域得到了广泛应用。通过CAN总线网络能完成各电控单元间的数据交互，实现数据共享，大大改进了整车模块化能力，并能灵活对汽车系统设计和配置，最终提高汽车的整体性能，如动力性、经济性和安全性等。

近年来，随着技术的不断发展，USB总线技术由最初的1.1全速版本推广到2.0高速版本，在加上USB-OTG的技术，与PCI总线类似，具有快速、双向、即插即用且价格低廉的USB总线技术给用户的使用带来极大的方便，它满足了人们对总线易用性、扩展能力强和低成本的要求，已经逐渐成为PC最主要的外设接口之一。

虽然上述两种总线的特点都比较突出，但二者在控制领域的应用仍有其自身局限性。随着车载总线技术的快速发展，标准CAN总线由于其低速率（1Mbps以下）而难以满足现代汽车实时控制和通信带宽的要求；并且CAN适配器与主机在传统接口上的连接十分繁琐和复杂，不利于CAN的应用扩展。而USB总线可连接的设备数较少，通信距离短，抗干扰能力弱等因素达不到工业应用的要求；同时USB通信协议复杂，为了实现即插即用的功能，在设备接入后有比较复杂的配置和通道建立的过程，无法使用简单的逻辑电路来实现。增加了开发者的难度。因此，如何将高速CAN总线与USB总线结合起来，充分利用二者的优点，使之在现场测控领域可以实现更强大而灵活的通信功能，成为车载网络中需要解决的问题。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种USB总线和高速CAN总线网路的接口转换器，该转换器可实现高速CAN网络数据与USB数据之间的通信，实现PC机与高速CAN总线网络的互联。为达到上述功能，本实用新型采用模块化设计，如图1所示，其主要包括：主控模块、高速CAN总线网络模块、USB接口模块以及电源模块。高速CAN总线网络模块、USB接口模块分别与主控模块相连，通过主控模块可实现对各个模块的控制功能。

所述的主控模块电路采用ST公司的STM32F103RBT6芯片及其外围电路组成，STM32F103RBT6拥有丰富的片上资源，通过I/O端口与USB接口模块进行通信，通过片上CAN接口与高速CAN总线网络模块通信。实现数据的相互通信。

所述的高速CAN总线模块由STM32F103RBT6片内的CAN协议控制器和恩智浦半导体推出的高速CAN收发器TJA1052i芯片组成。TJA1052i集成了隔离器和高速CAN收发器于一体，不但简化了高、低电压之间的隔离设计工作、减小了电路板空间、降低了成本，而且提高了信号的性能、系统的稳定性。

所述的USB接口模块采用Cypress公司的高速USB接口芯片CY7C68013A，该芯片内部主要包括高性能微处理器内核、USB2.0收发器、智能引擎(SIE)、增强8051内核、16K的RAM，4K的FIFO、I/O接口、数据总线、地址总线，I2C主控制器和通用可编程接口等。是目前高性能高速USB 2.0的代表性接口芯片，该芯片通过I/O端口与主控芯片相连。