[发明专利]一种基于I2C+CAN总线的多通道数字测控系统

摘要

本发明提供一种基于I2C+CAN总线的多通道数字测控系统，包括主控制器单元（1）、I2C总线隔离单元（2）、I2C总线驱动单元（3）、I/O并行扩展单元（4）、I/O隔离单元（5）、CAN总线隔离单元（6）、CAN总线输出保护单元（7）和用户接口单元（8）。本发明的系统参数设置灵活、方便，可以快速、平稳、无缝切换，既保证了多通道数字输入/输出测控系统的可靠性、快速性，还能适应电磁环境复杂、传输远距离较远、通信准确度高的工作场合。

主权项

1.一种基于I2C+CAN总线的多通道数字测控系统，其特征在于：包括主控制器单元(1)、I2C总线隔离单元(2)、I2C总线驱动单元(3)、I/O并行扩展单元(4)、I/O隔离单元(5)、CAN总线隔离单元(6)、CAN总线输出保护单元(7)和用户接口单元(8)；主控制器单元(1)I2C中的双向串行线I2C_SDA1和I2C_SCL1，经由I2C总线隔离单元(2)处理，进行原方与副方电路之间的隔离变换处理，再将隔离变换得到的双路信号，传送给I2C总线驱动单元(3)，再传送到I/O并行扩展单元(4)，该扩展单元分为I2C总线并行输入扩展单元(4‑1)和I2C总线并行输出扩展单元(4‑2)；经由I/O并行扩展单元(4)，再与I/O隔离单元(5)连接，该变换单元分为多通道输入隔离变换单元(5‑1)和多通道输出隔离变换单元(5‑2)；经由I/O隔离单元(5)，再与用户接口单元(8)中的用户输入接口单元(8‑1)和第一用户输出接口单元(8‑2)相连；同时将主控制器单元(1)CAN中的两路片上CAN和两路扩展CAN，经由CAN总线隔离单元(6)处理，将原方与副方电路进行隔离变换处理，CAN总线隔离单元分为第一CAN总线隔离单元(6‑1)、第二CAN总线隔离单元(6‑2)和第三CAN总线隔离单元(6‑3)，再将隔离变换得到的多路信号，传送给CAN总线输出保护单元(7)，CAN总线输出保护单元(7)分为第一CAN总线输出保护电路(7‑1)、第二CAN总线输出保护电路(7‑2)、第三CAN总线输出保护电路(7‑3)、第四CAN总线输出保护电路(7‑4)；经由CAN总线输出保护单元(7)，再与用户接口单元(8)中的第二～第五用户输出接口单元(8‑3～8‑6)相连；经由T1、T2接线端子，主控制器单元(1)中的I2C双向串行线，与I2C总线隔离单元(2)相连，再经由T11、T12接线端子，与I2C总线驱动单元(3)相连，再经由T13、T14接线端子，将信号传送到I2C总线并行输出扩展单元(4‑2)，再经由T159～T206共计48路接线端子，传送到多通道输出隔离变换单元(5‑2)处理，再经由T207～T302共计96路接线端子，最后传送到用户输出接口单元(8‑2)；经由T3～T10(共计8路)接线端子，主控制器单元(1)CAN中的两路片上CAN和两路扩展CAN，与CAN总线隔离单元(6)相连，再经由T303～T312共计10路接线端子，与CAN总线输出保护单元(7)相连，再经由T313～T324共计12路接线端子，最后传送到第二～第五用户输出接口单元(8‑3～8‑6)；用户输入接口单元(8‑1)输入信号，经由T63～T158共计96路接线端子，连接到多通道输入隔离变换单元(5‑1)处理之后，再经由T15～T62共计48路接线端子，传送到I2C总线并行输入扩展单元(4‑1)，再经由T13～T14共计2路接线端子，再与I2C总线驱动单元(3)相连，再经由T11～T12共计2路接线端子，传送到I2C总线隔离单元(2)，再经由T1～T2共计2路接线端子，与主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线进行数据交互；所述主控制器单元(1)采用STM32F4充当CPU，利用它的第一个I2C接口即I2C_SDA1和I2C_SCL1、两个CAN接口即CAN1_TX、CAN1_RX、CAN2_TX和CAN2_RX和两个USART口扩展的CAN接口即CAN3_TX、CAN3_RX、CAN4_TX和CAN4_RX；I2C_SDA1对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第46脚，I2C_SCL1对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第45脚，CAN1_TX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第140脚，CAN1_RX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第139脚，CAN2_TX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第136脚，CAN2_RX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第135脚，CAN3_TX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第34脚，CAN3_RX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第37脚，CAN4_TX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第69脚，CAN4_RX对应着主控制器单元(1)的芯片A1的第70脚。