CN104375472A - 一种用于重卡的智能开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的智能开关为两个或两个以上的从节点MCU将按键信息通过从节点串口通信模块传递给主节点MCU的主节点串口通信模块；主节点MCU再将处理后的按键信息通过CAN收发模块送入整车CAN网络，本发明针对重卡的需要进行设计改进，使其满足重卡对于开关数量需求的同时节省线束，便于线束的布置和安装。

Description

一种用于重卡的智能开关
技术领域
本发明涉及重卡的电气设计领域，特别涉及一种用于重卡的智能开关。
背景技术
随着现代汽车电器化的发展，汽车的各种电器配置越来越多，导致汽车开关数量增加，往往在驾驶内部就有各式各样的开关20～30个。各种开关通过线束分别连接到各自的控制模块，以每个开关两根线束，每段线束2m的长度计算，仅驾驶室内部开关线束就达到120m长。对于一些重要的开关，往往多个控制器均需此开关信息，使线束更加错综复杂。
局域互联网络LIN的发展一定程度上解决了开关线束繁杂凌乱的现象，但LIN通信受自身的局限，最多仅能带16个从节点，即仅能接16个开关。因LIN通信受数量的限制，在目前国内开发的车型中，往往将多个开关组合成一个LIN节点的方式进行应用，组合式LIN开关在扩展的灵活性上受到限制，根据不同的整车电器配置，组合式LIN开关往往因个别功能的不同，存在多种零件，导致管理成本增加。这类问题重点表现在重卡上，由于重卡上需要用到的开关数量较多，严重制约了重卡的发展。
针对上述问题，为重卡专门提供一种新型的智能开关，满足开关数量需求的同时节省线束，便于线束的布置及增加开关节点数量是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于重卡的智能开关，在满足开关数量需求的同时达到节省线束，便于布置的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的智能开关为两个或两个以上的从节点MCU将按键信息通过从节点串口通信模块传递给主节点MCU的主节点串口通信模块；主节点MCU再将处理后的按键信息通过CAN收发模块送入整车CAN网络，从而实现最多三十个从节点的扩展，满足重卡对于开关的需求。
所述的从节点MCU的信号输入端分别与按键模块连接。
所述的从节点MCU、主节点MCU、从节点串口通信模块、主节点串口通信模块分别通过串口通信线进行连接。
所述的智能开关设有主节点电源模块、从节点电源模块分别为主节点MCU、从节点MCU进行供电。
所述的主节点MCU主控芯片的型号为MC9S08DZ16。
所述的从节点MCU主控芯片的型号为S9S08SG8。
所述的智能开关为每个从节点MCU分配不同的识别地址。
一种用于重卡的智能开关，由于采用上述的结构，本发明针对重卡的需要进行设计改进，使其满足重卡对于开关数量需求的同时节省线束，便于线束的布置和安装。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种用于重卡的智能开关的结构框图；
图2为本发明一种用于重卡的智能开关中主节点电源模块的电路图；
图3为本发明一种用于重卡的智能开关中主节点MCU的电路图；
图4为本发明一种用于重卡的智能开关中CAN收发模块的电路图；
图5为本发明一种用于重卡的智能开关中主节点串口通信模块的电路图；
图6为本发明一种用于重卡的智能开关中从节点电源模块的电路图；
图7为本发明一种用于重卡的智能开关中从节点MCU的电路图；
图8为本发明一种用于重卡的智能开关中从节点串口通信模块的电路图；
图9为本发明一种用于重卡的智能开关中从节点按键信号采集电路；
在图1中，1、从节点MCU；2、主节点MCU；3、从节点串口通信模块；4、主节点串口通信模块；5、按键模块；6、CAN收发模块；7、整车CAN网络；8、主节点电源模块；9、从节点电源模块。
具体实施方式
如图1所示，本发明为两个或两个以上的从节点MCU1将按键信息通过从节点串口通信模块3传递给主节点MCU2的主节点串口通信模块4；主节点MCU2再将处理后的按键信息通过CAN收发模块6送入整车CAN网络7，从而实现最多三十个从节点的扩展，满足重卡对于开关的需求。
从节点MCU1的信号输入端分别与按键模块5连接。从节点MCU1、主节点MCU2、从节点串口通信模块3、主节点串口通信模块4分别通过串口通信线进行连接。智能开关设有主节点电源模块8、从节点电源模块9分别为主节点MCU2、从节点MCU1进行供电。
具体的如图2-8所示，本发明的硬件结构包括按键模块5、从节点MCU1、主节点电源模块8、从节点电源模块9、主节点串口通信模块4、从节点串口通信模块3、主节点MCU2、CAN收发模块6。
主节点电源模块8、从节点电源模块9给各MCU提供稳定5V电源，按键模块5与从节点MCU1的信号输入端口连接，从节点MCU1将按键状态通过串口通信线发送给主节点串口通行模块4，主节点串口通信模块4收到信号后由主节点MCU2处理，最后通过CAN收发模块6将开关状态发送至整车CAN网络7。
本发明分别给30个从节点分配地址，使各开关都具备一个标识符，当开关位置变化时，通过标识符仍可识别开关功能。
主节点电源模块8以L5150BN为核心，其中包括8个电阻，1个电解电容，7个滤波电容，1个二极管，1个瞬态电压抑制器，1个电源芯片L5150BN。
集成电路芯片U1L5150BN的1脚与C3电容的一端、电解电容CD1的正极、电阻R2的一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、电阻R8的一端、电阻R10的一端连接；电解电容CD1的负极与C3的另一端连接并接地；电阻R2的另一端与电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电阻R8的另一端、电阻R10的另一端和二极管D1的负极、V_BAT_D连接；二极管D1的正极与瞬态电压抑制器TVS1负极、电容C5的一端连接并接蓄电池电源V_BAT；C5的另一端与瞬态电压抑制器TVS1正极连接并接地；集成电路芯片U1L5150BN的2脚与4脚连接并接地；集成电路芯片U1L5150BN的3脚与R11的一端、C4的一端和VCC MCU电源电压进行端连接；电容C4另一端接地；电阻R11的另一端与电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端连接；电容C6的另一端与电容C7的另一端、电容C8的另一端连接并接地。
主节点MCU2模块包括S9S08DZ16CLC芯片，8MHz晶振，4个电阻，6个滤波电容，1个四脚排针。
S9S08DZ16CLC芯片U2的2脚、29脚均接VCC；3脚、27脚均接地；4脚与电容C18的一端、电阻R36的一端和晶振X1的一端连接；5脚与电容C22的一端、电阻R36的另一端和晶振X1的另一端连接；6脚与电阻R28的一端、电容C15的一端和四脚排针J2的4脚连接；7脚与电阻R25的一端连接；8脚与电容C11的一端、电阻R19的一端、电阻R17的一端连接；13脚与电阻R33的一端连接；14脚与电阻R32的一端连接；15脚与电阻R30的一端、芯片U3TJA1042T的8脚连接；21脚与四脚排针J2的3脚连接；32脚与电容C1的一端、电阻R1的一端、电阻R3的一端连接；其余引脚悬空；电容C18的另一端与电容C22的另一端连接并接地；晶振X1外壳接地；电阻R28的另一端与VCC连接；电容C15的另一端接地；电容C1的另一端与电阻R3的另一端连接并接地；电容R1的另一端接ON档电源CON_IGN_IN；电容C20和电容C21的一端均接VCC；电容C20的另一端和电容C21的另一端均接地；四脚排针J2的1脚接VCC，2脚接地。
主节点CAN收发模块6包括1个TJA1042T收发器，8个电阻，4个滤波电容，2个瞬态电压抑制器，1个电感。
TJA1042T芯片U3的1脚接电阻R33的另一端；2脚接地；3脚与电容C14的一端连接并接VCC；4脚接电阻R32的另一端；5脚接电阻R37的一端；6脚接电阻R35的一端和电感L1的1脚；7脚接电阻R29的一端和电感L1的2脚；电容C14的另一端接地；电阻R37的另一端与电容C17的一端、电阻R31的一端、电阻R34的一端连接；电容C17的另一端接地；电阻R31的另一端与电阻R29的另一端、电感L1的3脚、电容C16的一端、瞬态电压抑制器TVS2的负极和整车CAN总线CON_CANH连接；电阻R34的另一端与电阻R35的另一端、电感L1的4脚、电容C19的一端、瞬态电压抑制器TVS3的负极和整车CAN总线CON_CAHL连接；电容C16的另一端与电容C19的另一端、瞬态电压抑制器TVS2的正极、瞬态电压抑制器TVS3的正极连接并接地；电阻R30的另一端接VCC。
主节点串口通信模块4包括7个电阻，2个滤波电容，3个三极管，1个稳压二极管。
电容C11与电阻R19连接并接地；电阻R17的另一端与R20的一端、三极管Q1的集电极、稳压二极管Z1的负极、电容C12的一端和串口通信线CON_SCI连接；电阻R20的另一端接V_BAT_D；稳压二极管Z1的正极和C12的另一端分别接地；三极管Q1的基集与三极管Q3的集电极、电阻R24的一端、电阻R21的一端连接；三极管Q1的发射极与三极管Q3的基集、电阻R26的一端连接；三极管Q3的发射极与电阻R24的另一端、R26的另一端连接并接地；R21的另一端与三极管Q2的集电极连接；三极管Q2的发射极与VCC连接；三极管Q2的基集与R25的另一端连接。
从节点电源模块9以L5150BN为核心，将24V电源转换为5V，提供给MCU稳定的5V电压，其中还包括6个电阻，5个滤波电容，1个电解电容，1个二极管。
L5150BN芯片U2的1脚与电容C1的一端、电解电容CD1的正极、电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R4的一端、电阻R5的一端连接；L5150BN芯片U2的2脚和4脚连接并接地；L5150BN芯片U2的3脚与电阻R6的一端、电容C2的一端连接并接VCC；电容C1的另一端与电解电容CD1的负极连接并接地；电阻R1的另一端与电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、二极管D1的负极连接并接V_BAT_D；二极管D1的正极接蓄电池电源V_BAT；电阻R6的另一端与电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端连接；电容C4的另一端与电容C5的另一端、电容C6的另一端连接并接地；电容C2的另一端接地。
从节点MCU1包括S9S08SG8主控芯片，2个滤波电容，1个电阻和1个4脚排针。
S9S08SG8芯片U3的1脚与电阻R32的一端、电容C11的一端、四脚排针J4的4脚连接；2脚与四脚排针J4的3脚连接；3脚接5V电源VCC；4脚接地；6脚与电阻R17的一端连接；8脚与电阻R29的一端连接；9脚与电阻R14的一端连接；10脚与电阻R27的一端、电容C10的一端连接；11脚与电阻R12的一端连接；12脚与电阻R7的一端、电容C7的一端、电阻R8的一端连接；14脚与电阻R30的一端连接；15脚与电阻R26的一端、电容C9的一端连接；其余引脚悬空；电阻R32的另一端接5V电源VCC；电容C11的另一端接地；四脚排针J4的1脚接5V电源VCC，四脚排针J4的2脚接地；电容C12的一端接5V电源VCC，电容C12的另一端接地。
从节点串口通信模块3包括7个电阻，2个滤波电容，3个三极管，1个稳压二级管。
电容C7与电阻R8连接并接地；电阻R7的另一端与R9的一端、三极管Q1的集电极、稳压二极管Z1的负极、电容C12的一端和串口通信线CON_SCI连接；电阻R9的另一端接V_BAT_D；稳压二极管Z1的正极和C8的另一端分别接地；三极管Q1的基集与三极管Q3的集电极、电阻R11的一端、电阻R10的一端连接；三极管Q1的发射极与三极管Q3的基集、电阻R13的一端连接；三极管Q3的发射极与电阻R11的另一端、R13的另一端连接并接地；R10的另一端与三极管Q2的集电极连接；三极管Q2的发射极与5V电源VCC连接；三极管Q2的基集与R12的另一端连接。
从节点按键模块5包括2个按键，4个发光二极管，4个三极管，12个电阻，2个滤波电容。
电容C9的另一端接地；电阻R26的另一端与电阻R22的一端、按键S1的2脚、按键S1的2P脚连接；按键S1的0脚和0P脚接地；按键S1的1脚和1P脚悬空；电阻R22的另一端接5V电源VCC。电容C10的另一端接地；电阻R27的另一端与电阻R23的一端、按键S2的2脚、按键S1的2P脚连接；按键S2的0脚和0P脚接地；按键S2的1脚和1P脚悬空；电阻R23的另一端接5V电源VCC。
电阻R14的另一端与三极管Q4的基集连接；三极管Q4的发射极接地；三极管Q4的集电极与发光二极管D3的负极连接；发光二极管D3的正极与电阻R15的一端连接；电阻R15的另一端与背光电源CON_LED_POW连接。电阻R17的另一端与三极管Q5的基集连接；三极管Q5的发射极接地；三极管Q5的集电极与发光二极管D2的负极连接；发光二极管D2的正极与电阻R16的一端连接；电阻R16的另一端与背光电源CON_LED_POW连接。电阻R29的另一端与三极管Q7的基集连接；三极管Q7的发射极接地；三极管Q7的集电极与发光二极管D4的负极连接；发光二极管D4的正极与电阻R18的一端连接；电阻R18的另一端与背光电源CON_LED_POW连接。电阻R30的另一端与三极管Q8的基集连接；三极管Q8的发射极接地；三极管Q8的集电极与发光二极管D5的负极连接；发光二极管D5的正极与电阻R19的一端连接；电阻R19的另一端与背光电源CON_LED_POW连接。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的智能开关为两个或两个以上的从节点MCU(1)将按键信息通过从节点串口通信模块(3)传递给主节点MCU(2)的主节点串口通信模块(4)；主节点MCU(2)再将处理后的按键信息通过CAN收发模块(6)送入整车CAN网络(7)。
2.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的从节点MCU(1)的信号输入端分别与按键模块(5)连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的从节点MCU(1)、主节点MCU(2)、从节点串口通信模块(3)、主节点串口通信模块(4)分别通过串口通信线进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的智能开关设有主节点电源模块(8)、从节点电源模块(9)分别为主节点MCU(2)、从节点MCU(1)进行供电。
5.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的主节点MCU(2)主控芯片的型号为S9S08DZ16CLC。
6.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的从节点MCU(1)主控芯片的型号为S9S08SG8。
7.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的智能开关为每个从节点MCU(1)分配不同的识别地址。
8.根据权利要求1所述的一种用于重卡的智能开关，其特征在于：所述的智能开关***可接30个开关从节点。
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