一种CAN总线唤醒电路的制作方法

本发明涉及一种can总线唤醒电路，属于can网络通讯技术领域。

背景技术：

近年来，随着汽车产业的不断发展，汽车的功能越来越丰富和强大，尤其是高级辅助驾驶功能，能有效的帮助驾驶员减少交通事故的发生。而实现高级辅助驾驶的手段则是不断的增加各种传感器及ecu。随着传感器和ecu的数量不断增加，虽然丰富了汽车的功能，但带来的问题是整车静态功耗不断增加，在电池技术没有实现质的突破之前，为降低整车静态功耗，需要车载电子设备能快速进入休眠状态，防止整车出现亏电。在需要工作时，能够快速唤醒这些车载电子设备。而车载设备大都采用can总线接口，故采用can总线唤醒技术则是最行之有效的方法。

公开号cn107453427a的现有技术中《can信号唤醒电路》，随着can总线节点数量增多，通讯速率提高，具有can通讯功能丧失的问题。其原因在于：can总线标准要求can组网时要在can总线两端分别接120欧姆的终端电阻（相当于要求can-h和can-l上并联两个120欧姆的终端电阻，即整个can网络上的负载电阻为60欧姆），而《can信号唤醒电路》（公开号：107453427a）的方案是在每个在can节点的总线上并联了至少3个不同阻值的电阻，而且还在can-h和can-l上串联了电容，这样的实现方式在组网时，随着can节点设备的数量增多，则相当于并联在can总线上的电阻和电容数量越多，这样导致的结果是can网络上的终端等效电阻远小于标准规定的60欧姆，负载电容则远大于标准规定的容值，而负载电容变大使得can信号波形的上升沿和下降沿变缓，甚至发生形变，进而导致can控制器芯片根本无法识别这种信号，can通讯则无法实现。

公开号cn109144029a的现有技术《一种can总线的局部休眠唤醒的方法及系统》使用can报文来唤醒，这种技术只能局部休眠和唤醒，需要专门的控制器发送报文信息，而且还必须有自带can唤醒功能的芯片。这种技术软件逻辑复杂，响应时间慢，而且自带can唤醒功能的芯片价格高，不利于成本控制。

技术实现要素：

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种结构简单、唤醒速度快、成本低等优势的can唤醒电路。

为了解决上述技术问题，本发明提出的第一种技术方案是：一种can总线唤醒电路，包括：can信号隔离器、can电平转换器以及can信号检测电路；所述can信号检测电路的输出端连接待唤醒设备，所述待唤醒设备依次通过所述can信号隔离器和can电平转换器与can总线连接；所述can信号检测电路包括有光耦；所述光耦的输出端光敏三极管的集电极通过第四电阻连接第一直流源，所述光耦的输出端光敏三极管的发射极接地，所述光耦的输出端光敏三极管的集电极还与所述can电平转换器的rs端连接；所述光耦的输入端发光二极管的正极通过第三电阻连接第二直流源，所述光耦的输入端发光二极管的负极通过第二电阻连接一个三极管的基极；所述光耦的输入端发光二极管的负极还作为所述can信号检测电路的输入端；所述三极管的发射极连接所述can信号隔离器的接收信号端；所述三极管的集电极通过第一电阻连接第二直流源；所述三极管的集电极即是所述can信号检测电路的输出端。

上述方案进一步的改进在于：所述第一直流源为5伏；所述第二直流源为3.3伏。

上述方案进一步的改进在于：所述can信号隔离器的型号为adum1201br；所述can电平转换器的型号为sn65hvd1040,所述光耦型号为tp521-1,所述三极管的型号为mmbt3904lt1g。

为了解决上述技术问题，本发明提出的第二种技术方案是：can电平转换器以及can信号检测电路；所述can信号检测电路的输出端连接待唤醒设备，所述待唤醒设备通过can电平转换器与can总线连接；所述can信号检测电路包括：三极管、第一、第二和第四电阻；所述第四电阻的一端连接第一直流源，另一端与所述can电平转换器的rs端连接；所述第四电阻的另一端还通过第二电阻连接所述三极管的基极；所述can电平转换器的rs端还作为所述can信号检测电路的输入端；所述三极管的发射极连接所述can电平转换器的接收信号端；所述三极管的集电极通过第一电阻连接第二直流源；所述三极管的集电极即是所述can信号检测电路的输出端。

上述方案进一步的改进在于：所述第一直流源为5伏；所述第二直流源为3.3伏。

上述方案进一步的改进在于：所述can电平转换器的型号为sn65hvd1040,所述三极管的型号为mmbt3904lt1g。

有益效果：本发明提供的can总线唤醒电路，具有电路结构简单、唤醒速度快、成本低等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例1电路框图。

图2是实施例1的电路图。

图3是本明实施例2电路框图。

图4是实施例2的电路图。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个优选的实施例如图1所示，该can总线唤醒电路包括can信号隔离器u1、can电平转换器u2以及can信号检测电路；can信号检测电路的输出端连接待唤醒设备，待唤醒设备依次通过can信号隔离器u1和can电平转换器u2与can总线连接。

如图2，can信号检测电路包括有光耦u3；光耦u3的输出端光敏三极管的集电极c通过电阻r4连接第一直流源，光耦u3的输出端接光敏三级管，光敏三极管的发射极e接地，光耦u3的输出端光敏三极管的集电极c还与can电平转换器u2的rs端连接；光耦u3的输入端光敏二极管的正极通过电阻r3连接第二直流源，光耦u3的输入端光敏二极管的负极通过电阻r2连接一个三极管q1的基极；光耦u3的输入端光敏二极管的负极还作为can信号检测电路的模式设置输入端；三极管q1的发射极连接can信号隔离器u1的接收信号端；三极管q1的集电极通过电阻r1连接第二直流源；三极管q1的集电极即是can信号检测电路的输出端。

第一直流源为5伏；第二直流源为3.3伏。

can信号隔离器u1的型号为adum1201br；can电平转换器u2的型号为sn65hvd1040,光耦u3型号为tp521-1,三极管q1为npn型三极管，型号为mmbt3904lt1g。

其中，待唤醒设备通过发送信号cantx和接收信号canrx连接至can信号隔离器u1进行隔离，隔离后的信号通过can电平转换器u2接入can总线网络。

如图2所示，can信号检测电路的输入端接入外部的can唤醒电路工作模式设置信号modeset，用于设置can唤醒电路是正常模式还是睡眠模式；can信号检测电路的中的三极管q1的发射极即连接到can接收信号canrx端，用于检测can总线上的信号变化。

can信号检测电路中的光耦u3的发射端正极连接至can电平转换器u2的工作模式设置端（即rs端），用于通知can电平转换器u2是工作还是睡眠；can信号检测电路的输出端wakeup用于连接待唤醒设备。

本实施例的can唤醒电路工作原理描述如下：

为了便于说明，下面将can信号检测电路中电阻r4和u2相连的连接点称为第一输出端；三极管q1的集电极的所形成的输出端称为第二输出端；接入modeset信号的输入端称为第一输入端，三极管q1的发射极称为第二输入端。

当modeset端为低电平时，则光耦u3导通，由于u3导通进而使得can信号检测电路的第一输出端为低电平，致使u2工作在正常模式；同时当modeset信号为低电平时,npn三极管q1基极电压为0，此时三极管相当于一个断开的开关，而开关的一端连接到canrx端，即can信号检测电路的第二输入端跟canrx断开，相当于浮空，故can信号检测电路对can网络发送接收数据不产生任何影响。又因为npn三极管q1不导通，则can信号检测电路第二输出端wakeup输出高电平，为无效唤醒信号，而恰恰此时can唤醒电路工作在正常模式，所以不需要唤醒任何设备。

当modeset为高电平时，则光耦u3不导通导通，由于u3不导通进而使得can信号检测电路的第一输出端为高电平，致使u2进入睡眠模式，而u2的睡眠使得can接收信号canrx为高电平；同时当modeset为高电平时,npn三极管q1基极电压为高电平，此时三极管相当于一个开关，而开关能否闭合取决于canrx的状态，由于u2进入睡眠模式导致canrx端为高电平，所以npn三极管q1不导通，则can信号检测电路第二输出端wakeup输出高电平，为无效唤醒信号；当can总线上有唤醒信号时，can接收信号canrx会跳变成低电平，由于canrx变成低电平，则npn三极管q1导通,由于npn三极管q1导通致使can信号检测电路第二输出端wakeup输出低电平，为有效唤醒信号，则有效的唤醒信号可唤醒设备。

实施例2

公知的，一般在工业应用场合或者更为严格的汽车电子、航空航天等领域，对于电子电气接口都需要做信号隔离处理，如实施例1中就做了can信号隔离设计。但对一些要求不高的民用领域或者对成本比较敏感的应用，can信号隔离器则显得有些多余，故在本发明的另一个优选的实施例中，针对这些应用场景做了简化设计，既可以实现can总线唤醒功能又能适当的降低bom成本。如图3、4所示，can唤醒电路中去掉了can信号隔离器，can信号检测电路中去掉了光耦，使得整个can唤醒电路更加简洁。

如图3，本实施例的can总线唤醒电路包括：can电平转换器u2以及can信号检测电路；can信号检测电路的输出端连接待唤醒设备，待唤醒设备通过can电平转换器u2与can总线连接。

如图4，can信号检测电路包括：三极管q1、电阻r1、电阻r2和电阻r4；电阻r4的一端连接第一直流源，另一端与can电平转换器u2的rs端连接；电阻r4的另一端还通过电阻r2连接三极管q1的基极；can电平转换器u2的rs端还作为can信号检测电路的输入端；三极管q1的发射极连接can电平转换器u2的接收信号端；三极管q1的集电极通过电阻r1连接第二直流源；三极管q1的集电极即是can信号检测电路的输出端。

第一直流源为5伏；第二直流源为3.3伏。

can电平转换器u2的型号为sn65hvd1040,三极管q1的型号为mmbt3904lt1g。

本实施例无隔离的can唤醒电路工作原理描述如下：

为了便于说明，下面将can信号检测电路中三极管q1的集电极的所形成的输出端称为第二输出端。modeset信号直接接至u2的rs端，并通过电阻r2连接三极管的基极，能够直接控制三级管q1，不再需要进行处理。

当modeset信号为低电平时，致使u2工作在正常模式；同时当modeset信号为低电平时,npn三极管q1基极电压为0，此时三极管q1相当于一个断开的开关，而开关的一端连接到canrx端，此时npn三极管q1不导通，相当于浮空，故can信号检测电路对can网络发送接收数据不产生任何影响。又因为npn三极管q1不导通，则can信号检测电路第二输出端wakeup输出高电平，为无效唤醒信号，而恰恰此时can唤醒电路工作在正常模式，所以不需要唤醒任何设备。

当modeset为高电平时，致使u2进入睡眠模式，而u2的睡眠使得can接收信号canrx为高电平。同时当modeset为高电平时,npn三极管q1基极电压为高电平，此时三极管相当于一个开关，而开关能否闭合取决于canrx的状态，由于u2进入睡眠模式导致canrx端为高电平，所以npn三极管q1不导通，则can信号检测电路第二输出端wakeup输出高电平，为无效唤醒信号；当can总线上有唤醒信号时，can接收信号canrx会跳变成低电平，由于canrx变成低电平，则npn三极管q1导通,由于npn三极管q1导通致使can信号检测电路第二输出端wakeup输出低电平，为有效唤醒信号，则有效的唤醒信号可唤醒设备。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。