CN210864417U - 一种车辆can总线接口转换自适应*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车辆CAN总线接口转换自适应***。本实用新型涉及电数字数据处理领域，解决在车辆CAN总线与汽车电子设备的UART串口通讯两端的电平不匹配时，直接进行接口通讯及连接，可能导致数据通讯无法正常通信，以及造成设备端的接口损坏的问题。本实用新型的车辆CAN总线接口转换自适应***包括：CAN收发模块、电源模块、第一UART接口、UART接口电平诊断模块、UART接口电平切换模块、RS232电平转换模块、逻辑处理模块以及主控单元；该***对于无CAN总线接口的汽车电子设备，可以通过该装置实现CAN接口转换，实现CAN总线通讯；对于不同汽车电子设备，无论是TTL电平规范还是RS232接口电平规范，可以自适应匹配不同电平规范接口。

Description

一种车辆CAN总线接口转换自适应***

技术领域

本实用新型涉及电数字数据处理技术领域，具体涉及一种车辆CAN总线接口转换自适应***。

背景技术

CAN总线接口作为目前车辆通讯的行业标准规范接口，是汽车电子设备与车辆之间的重要通讯接口。在实际应用中，特别是不少后装车载电子设备并不具备CAN总线接口，故将CAN总线接口转换为更为通用的UART串口通讯，进而实现汽车电子设备与车辆的CAN总线通讯是一种非常实用的措施。而通用异步收发传输器（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter）是行业内最通用的数据通讯接口，标准的波特率是1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。UART接口硬件电平规范主要分为两种：TTL电平以及RS232电平。TTL电平，逻辑1： 3.3V/5V；逻辑0： 0V。RS232电平，逻辑1： -3 ~ -12V；逻辑0： +3~+12V。

在实际应用中，需要根据UART串口通讯两端的电平规范确认对应的电平标准，如果电平不匹配而直接进行接口通讯及连接，一则：因为电平不匹配导致数据通讯无法正常通信；另则，由于设备两端的电平不匹配，极大可能会造成电压超过接口能承受的电压范围，造成设备端的接口损坏，故不能盲目地将两串口直接相连。因此，有必要提出一种车辆CAN总线接口转换自适应***，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车辆CAN总线接口转换自适应***，以解决现有技术所存在的上述问题。

本实用新型提供一种车辆CAN总线接口转换自适应***，包括：CAN收发模块、电源模块、第一UART接口、UART接口电平诊断模块、UART接口电平切换模块、RS232电平转换模块、逻辑处理模块以及主控单元；

所述CAN收发模块与车辆CAN总线进行通讯，同时与主控单元通讯；

所述电源模块与主控单元连接，用于将车载电源供电网络转换为满足车辆CAN总线接口转换自适应***工作的本地电源网络；

所述第一UART接口与汽车电子设备的第二UART接口连接；

所述UART接口电平诊断模块与所述第一UART接口、主控单元连接，用于根据接收到的对端的汽车电子设备的发送端信号，进行电气特性处理及诊断，将处理后的结果输入到主控单元，进行UART接口电平判定及执行接口电平控制信号，使得接口电平可以自适应适配对端的接口电平规范；

所述UART接口电平切换模块与主控单元、第一UART接口连接，用于根据主控单元的电平控制信号进行TTL及RS232接口电平的选择；

所述RS232电平转换模块与UART接口电平切换模块、逻辑处理模块连接，用于将逻辑处理模块的其中一路TTL电平转换为标准的RS232电平规范；

所述逻辑处理模块与主控单元、UART接口电平切换模块、RS232电平转换模块连接，用于将主控单元的1路UART TTL电平进行逻辑处理，扩展为2路UART接口，分别对应TTL电平接口以及RS232电平转换模块接口。

可选的，所述主控单元包括CAN接口、接口协议配置模块、CAN接口协议处理模块、UART接口协议处理模块、UART接口电平自适应处理模块以及第三UART接口；

所述CAN接口与CAN收发模块通讯连接，实现与车辆CAN总线的通讯；

所述接口协议配置模块，用于通过配置文件实现以下功能配置：实现CAN接口通讯协议，UART接口通讯协议配置，CAN接口与UART串口转换配置为透传模式还是本地解析模式；同时配置文件支持本地通过第三UART接口下发配置或者由汽车电子设备远程下发配置文件；

所述CAN接口协议处理模块与CAN接口连接，用于据配置协议，实现与车辆CAN总线协议数据收发；

所述UART接口协议处理模块与第三UART接口连接，用于根据配置协议，完成转换后的UART接口协议数据收发；

所述UART接口电平自适应处理模块分别与UART接口电平诊断模块、UART接口电平切换模块连接，用于根据UART接口电平诊断模块输出的信号，进行信号处理及分析判定对端接口电平规范，并输出电平控制信号给UART接口电平切换模块，自适应选择适配的接口电平。

可选的，所述UART接口电平切换模块支持TTL以及RS232电平规范，支持-12V ~ +12V电压范围，采用单电源供电，使用信号继电器方案来支持宽电压电平范围，内部通过继电器开关实现TTL及RS232的通路切换，继电器默认强制接CAN总线接口转换自适应装置内的TTL接口电平，断开RS232接口通路，确保装置输出电平为TTL电平，继电器的控制端控制继电器的开关端SW_CTR实现TTL及RS232的电平切换，端口数据接收信号V_CHECK连接UART接口电平诊断模块，用于监控设备对端的UART接口电平。

可选的，所述UART接口电平诊断模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及运算放大器；

所述第一电阻的一端与汽车电子设备的发送信号线V_CHECK连接，所述第一电阻的另一端与运算放大器的正输入端连接，所述第二电阻的一端连接VCC3V3，所述第二电阻的另一端与运算放大器的正输入端连接，所述第三电阻的一端与运算放大器的正输入端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的一端与运算放大器的负输入端连接，所述第四电阻的另一端与运算放大器的输出端连接。

可选的，所述发送信号线V_CHECK的电压范围为-12V~12V，所述运算放大器正输入端电压范围为0~3.3V，所述运算放大器的输出电压V_OUT为0~3.3V。

可选的，所述第一电阻的阻值为10kΩ，所述第二电阻的阻值为2.2kΩ，所述第三电阻的阻值为2kΩ，所述第四电阻的阻值为10kΩ。

可选的，所述逻辑处理模块包括第一与门逻辑器件和第二与门逻辑器件，所述第一与门逻辑器件和第二与门逻辑器件为二输入与门逻辑器件；

所述第一与门逻辑器件的A输入端和B输入端与主控单元的第三UART接口的发送端连接，所述第一与门逻辑器件的O输出端与RS232电平转换模块的发送端、TTL发送端连接；

所述第二与门逻辑器件的A输入端与RS232电平转换模块的接收端连接，所述第二与门逻辑器件的B输入端与TTL接收端连接，所述二与门逻辑器件的O输出端与主控单元的第三UART接口的接收端连接，所述第二与门逻辑器件的B输入端与TTL接收端之间以及串接有电阻和二极管，所述第二与门逻辑器件的B输入端与所述电阻之间连接有接地稳压二极管。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的车辆CAN总线接口转换自适应***，对于无CAN总线接口的汽车电子设备，可以通过该装置实现CAN接口转换，实现CAN总线通讯；对于不同汽车电子设备，无论是TTL电平规范还是RS232接口电平规范，可以自适应匹配不同电平规范接口，匹配任何UART接口；对于CAN总线转换，通过配置文件方案，既可以实现数据透传方案，由汽车电子设备解析CAN总线协议，也可以通过配置文件方案，由装置本地化进行CAN总线协议解析，将解析结果输出给汽车电子设备，增加灵活性和通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的车辆CAN总线接口转换自适应***的原理图。

图2为UART接口电平切换模块原理图。

图3为UART接口电平诊断模块原理图。

图4为逻辑处理模块原理图。

图5为本实用新型提供的车辆CAN总线接口转换自适应***的工作流程图。

图示说明：1-CAN收发模块；2-电源模块；3-第一UART接口；4-UART接口电平诊断模块；5-UART接口电平切换模块；6-RS232电平转换模块；7-逻辑处理模块；8-以及主控单元；100-汽车电子设备；101-中央处理器；102-第二UART接口；81-CAN接口；82-接口协议配置模块；83-CAN接口协议处理模块；84-UART接口协议处理模块；85-UART接口电平自适应处理模块；86-第三UART接口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，包括：CAN收发模块1、电源模块2、第一UART接口3、UART接口电平诊断模块4、UART接口电平切换模块5、RS232电平转换模块6、逻辑处理模块7以及主控单元8。

其中，CAN收发模块1用来实现CAN总线电气特性接口，与车辆CAN总线进行通讯，同时与主控单元8通讯，完成CAN总线接口功能。电源模块2是用于实现CAN总线接口转换装置的供电模块，满足车载12/24V电源供电网络，将车载电源供电网络转换为满足装置工作的本地电源网络。电源模块可与主控单元8连接。第一UART接口3与汽车电子设备100的第二UART接口102连接。汽车电子设备100通常包括中央处理器101和与中央处理器101连接的第二UART接口102。

UART接口电平诊断模块4与第一UART接口3、主控单元8连接，用于根据接收到的对端的汽车电子设备100的发送端信号，进行电气特性处理及诊断，将处理后的结果输入到主控单元8，进行UART接口电平判定及执行接口电平控制信号，使得接口电平可以自适应适配对端的接口电平规范。UART接口电平切换模块5与主控单元8、第一UART接口3连接，用于根据主控单元8的电平控制信号进行TTL及RS232接口电平的选择。RS232电平转换模块6与UART接口电平切换模块5、逻辑处理模块7连接，用于将逻辑处理模块7的其中一路TTL电平转换为标准的RS232电平规范。逻辑处理模块7与主控单元8、UART接口电平切换模块5、RS232电平转换模块6连接，用于将主控单元8的1路UART TTL电平进行逻辑处理，扩展为2路UART接口，分别对应TTL电平接口以及RS232电平转换模块接口，同时在扩展后端的TTL接口，自适应TTL 3.3V/5V电平。

具体地，主控单元8包括CAN接口81、接口协议配置模块82、CAN接口协议处理模块83、UART接口协议处理模块84、UART接口电平自适应处理模块85以及第三UART接口86。

其中，CAN接口81与CAN收发模块1通讯连接，实现与车辆CAN总线的通讯。接口协议配置模块82，用于通过配置文件实现以下功能配置：实现CAN接口通讯协议，UART接口通讯协议配置，CAN接口81与UART串口转换配置为透传模式还是本地解析模式；同时配置文件支持本地通过第三UART接口86下发配置或者由汽车电子设备100远程下发配置文件。CAN接口协议处理模块83与CAN接口81连接，用于据配置协议，实现与车辆CAN总线协议数据收发。UART接口协议处理模块84与第三UART接口86连接，用于根据配置协议，完成转换后的UART接口协议数据收发。UART接口电平自适应处理模块85分别与UART接口电平诊断模块4、UART接口电平切换模块5连接，用于根据UART接口电平诊断模块4输出的信号，进行信号处理及分析判定对端接口电平规范，并输出电平控制信号给UART接口电平切换模块5，自适应选择适配的接口电平。

在本实施例中，UART接口电平切换模块5需要支持TTL以及RS232电平规范，需要支持的电压范围为-12V ~ +12V电压范围，由于存在负电压电平，为了降低电源设计复杂度以及成本考虑，采用单电源供电，选择使用信号继电器方案来支持宽电压电平范围。如图2所示，P_RX，P_TX为装置对外接口，内部通过继电器开关实现TTL及RS232的通路切换。

在实际应用中，如果输出是RS232电平与TTL电平接口对接，RS232电平存在负电平以及远超TTL电平的电压，会造成TTL接口端过压损坏。故继电器默认强制接CAN总线接口转换自适应装置内的TTL接口电平，断开RS232接口通路，确保装置输出电平为TTL电平，不会造成对对端设备的UART接口损坏。继电器的控制端控制继电器的开关端SW_CTR，可实现TTL及RS232端端的电平切换。端口数据接收信号V_CHECK直接接装置内的电平诊断模块，用来监控设备对端的UART接口电平。

在本实施例中，接口电平诊断模块4主要根据UART接口对端汽车电子设备的发送信号线V_CHECK的电平检测，诊断对端设备的接口电平规范，进而实现CAN总线接口转换装置的UART接口电平自适应配置为与对端接口电平匹配的电平规范接口。诊断模块的诊断电路如图3所示。

UART接口电平诊断模块4包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻RF以及运算放大器。第一电阻R1的一端与汽车电子设备100的发送信号线V_CHECK连接，第一电阻R1的另一端与运算放大器的正输入端连接，第二电阻R2的一端连接VCC3V3，第二电阻R2的另一端与运算放大器的正输入端连接，第三电阻R3的一端与运算放大器的正输入端连接，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻RF的一端与运算放大器的负输入端连接，第四电阻RF的另一端与运算放大器的输出端连接。发送信号线V_CHECK的电压范围为-12V~12V，运算放大器正输入端电压范围为0~3.3V，运算放大器的输出电压V_OUT为0~3.3V。第一电阻R1的阻值为10kΩ，第二电阻R2的阻值为2.2kΩ，第三电阻R3的阻值为2kΩ，第四电阻RF的阻值为10kΩ。

由于对端发送信号线可能的电压范围为-12V~12V宽电压范围，故一则为了降低设计难度，装置应用单电源供电；另则防止负电压在单电源供电设计中对电子器件的过压损坏，需要确保输入信号满足0~3.3V的额定工作电压范围。在本设计中巧妙地应用运算放大器设计一套加法器电路，通过合理选择第一电阻R1、第二电阻R、第三电阻R3的阻值，确保在-12V~12V的V_CHECK输入宽电压范围内，运算放大器正端电压范围在0~3.3V范围内，满足电子器件的管脚额定工作电压。通过合理选择运算放大器的反馈环路设计，设计为电压跟随器，确保运算放大器的输出V_OUT亦满足0~3.3V的额定工作电压范围。

运算放大器的“+”端输入电压值经过推导，得到的计算表达式为：

V+=(3.3×R1×R3+V_CHECK×R2×R3)/(R1×R2+R1×R3+R2×R3) (1)

运算放大器反馈回路下输出端信号电压值为：

Vout= V+ (2)

故考虑到-12V~12V电压范围，经过统计运算选择1%精度电阻值分别为：

R1 = 10kΩ，R2 = 2.2kΩ，R3 = 2kΩ，RF = 10kΩ。

利用计算表达式1计算得到的相关运算值如下表所示，设计电路为电压跟随器，V_OUT输出信号电压值与V+相同。

表1相关运算值

在本实施例中，逻辑处理模块7主要功能是实现主控单元1路UART端口分别对应RS232及TTL两路接口，该模块主要核心处理措施为：通过逻辑与门实现2路接收数据信号处理，整合为1路信号与主控模块连接。通过与逻辑门元器件选型，满足3.3V电源供电条件下，输入电压范围满足5.5V门限电平，满足3.3V/5V TTL电平规范的输入电压范围，匹配3.3V/5V TTL接口电平规范。TTL接收端电路设计，做好本地电路防护，TTL接口电平规范可以接收RS232宽电压输入范围，以确保在任何状态下不会由于对端设备的RS232电平对本装置自身TTL接口通路中的电路或器件的损坏。

如图4所示，逻辑处理模块7包括第一与门逻辑器件和第二与门逻辑器件，第一与门逻辑器件和第二与门逻辑器件为二输入与门逻辑器件。第一与门逻辑器件的A输入端和B输入端与主控单元8的第三UART接口86的发送端（MCU_TX）连接，第一与门逻辑器件的O输出端与RS232电平转换模块6的发送端（RS232_TX）、TTL发送端（TTL_TX）连接。第二与门逻辑器件的A输入端与RS232电平转换模块6的接收端（RS232_RX）连接，第二与门逻辑器件的B输入端与TTL接收端（TTL_RX）连接，二与门逻辑器件的O输出端与主控单元8的第三UART接口86的接收端（MCU_RX）连接，第二与门逻辑器件的B输入端与TTL接收端之间以及串接有电阻和二极管，第二与门逻辑器件的B输入端与电阻之间连接有接地稳压二极管。

本实用新型选择与门逻辑器件，输入端口电压范围支持3.3V单电压供电状态下，过电压范围至5.5V，且器件支持ESD防护，满足3.3V/5V TTL电平范围兼容设计，可支持热插拔及防护。装置默认端口电平为TTL电平，若对端为RS232电平规范，在接口电平诊断过程中，RS232过电压已接入装置内部，故在TTL电路路径接收端，采用防护电路设计。通路串接二极管，耐压范围大于20V，隔断负电压输入造成的器件损坏；同时增加接地稳压二极管，钳位电压5V，当电压超过5V则将TTL接收端电平钳位至5V，使得RS232电平不会损坏TTL输入电路器件。

在本实施例中，主控单元8作为本装置的核心处理模块，可选使用片外SRAM+FLASH或者片内RAM+FLASH作为主控单元的运行内存以及数据存储空间。主控单元包含ADC数模转换器，可以将输入的模拟信号转换为数字信号。主控单元包含CPU，可以执行相关操作以及数据处理。主控单元包含UART接口以及CAN收发接口。

具体地，接口协议配置模块82的功能包括：在FLASH内部划分独立的配置文件空间，作为主控单元的配置文件空间。配置文件可选为DBC或者XML文件，配置文件包含信息：CAN报文协议：可实现对车辆CAN报文的协议通讯；CAN报文波特率：可设置不同波特率；UART波特率：可设置不通波特率；CAN报文转发模式：可配置为透传模式或者解析模式。透传模式：将CAN报文有效数据按照ID、数据的形式直接通过UART接口转发至汽车电子设备；解析模式：将CAN报文按照配置信息，直接本地解析数据，将解析的结果按照既定格式转发至汽车电子设备。

具体地，装置可以实现CAN接口81以及第三UART接口86数据转换，需要分别具备CAN接口以及UART接口，分别对接车辆CAN总线以及汽车电子设备100的第二UART接口102。

具体地，UART接口电平自适应处理模块 85包含一个ADC数模转换，可以将电平诊断模块输出的电压信号进行数字转换，转换为可以供CPU数据处理的数字量。根据接口电平诊断模块的输出信号量信息，相关数据处理及分析信息如下。

UART接口状态总体存在3种条件：TTL电平规范、RS232电平规范、接口未连接。

状态1：RS232电平规范。空闲状态为逻辑“1”负电平，数据传输阶段逻辑电平为逻辑“1”及逻辑“0”的正负电平翻转状态，故根据计算及统计经验值，判定对端接口为RS232电平的条件为：

端口为空闲状态： V_OUT < 1.44V；

端口为数据发送状态：V_OUT < 1.44V(逻辑1)或2.16V <V_OUT<3.25V(逻辑0)，且按照波特率整数倍间隔状态下逻辑0及逻辑1变换。

状态2： TTL电平规范。空闲状态为逻辑“1”TTL高电平，数据传输阶段逻辑电平为逻辑“1”及逻辑“0”的TTL高低电平翻转状态，故根据计算及统计经验值，判定对端接口为TTL电平的条件为：

端口为空闲状态： 2.09V < V_OUT < 2.4V；

端口为数据发送状态：2.09V < V_OUT < 2.4V (逻辑1)或1.80V < V_OUT <1.85V（逻辑0），且按照波特率整数倍间隔状态下逻辑0及逻辑1变换。

状态3：接口未连接。该状态下V_CHECK接收信号状态为高阻态，则V_OUT = 1.57V。

根据统计分析以及实际应用分析，装置端口默认状态为TTL电平规范，电平诊断模块诊断对端接口电平规范为RS232状态则将装置端口电平切换为RS232端口电平规范，否则状态2及状态3或不确定状态皆切换为TTL电平规范。该种设置状态的优势是：一则防止装置为RS232端口与对端TTL电平端口连接时造成对对端设备端口的损坏；另则诊断模块的RS232电平特征更明显，阈值范围更大，诊断结果更可靠。

基于上述判定条件，增加判定依据的阈值范围，并进行充分的实际测试验证，确认RS232接口电平规范判断条件为：

端口为空闲状态： V_OUT < 1.3V。

端口为数据发送状态：100ms周期内，检测到V_OUT < 1.3V(逻辑1)及V_OUT>2.35V（逻辑0）状态变化。

V_OUT输出接入主控单元的UART接口电平自适应处理模块，通过内含的ADC(模数转换器)进行检测电压值，并根据上述的判定条件控制接口电平规范切换。只要满足如上条件，则诊断模块诊断对端端口状态为RS232电平规范，否则立即切换为TTL电平接口规范。

如图5所示，本实用新型实施例提供的一种车辆CAN总线接口转换自适应***的工作过程如下：

步骤1：设备上电后，进行设备初始化操作及正常启动，并将UART接口电平默认配置为TTL电平标准。

步骤2：进行UART接口电平规范设置。读取主控单元内的配置文件，确认UART接口电平是否已通过配置文件配置。

若配置文件已配置接口电平规范：则根据配置文件配置要求，将UART接口电平进行配置为TTL电平或者RS232电平规范，不执行自适应操作。

若配置文件未配置接口电平规范：则根据对端UART的发送数据线电平进行诊断，进行UART接口电平的自适应配置，若为RS232接口电平规范，则将设备的UART接口配置为RS232接口电平规范，否则则将设备的UART接口配置为TTL接口电平规范。

步骤3：根据配置文件中CAN接口通讯协议、UART接口通讯协议配置说明，完成相应的接口协议配置，同时根据配置文件中CAN总线接口转换装置的配置要求：

若为透传模式，则将CAN报文数据获取后，不作处理透传发送给与装置连接的汽车电子设备；

若为接卸模式，则将CAN报文数据获取后，进行本地CAN报文解析，将解析后的CAN报文数据，按配置的UART接口协议规范传输给与装置连接的汽车电子设备。

步骤4：为了确保自适应接口电平的可靠性，采用中断模式检测接口电平变化，若发现接口电平发生了变化，则基本确认接口进行了插拔操作。

若接口电平变化：则立即将UART接口电平配置为TTL模式，并按照前述步骤重新确认UART接口电平，再执行步骤3的数据传输工作。

若接口电平无变化：则按照已经自适应配置好的UART接口电平规范，重复执行步骤3的数据传输工作。

综上所述，本实用新型提供的车辆CAN总线接口转换自适应***，可通过相关技术诊断对端UART接口电平规范，确认对端UART接口电平规范为RS232电平还是TTL电平；通过接口电平规范诊断，进而自适应配置输出接口电平规范，匹配对端串口电平规范，进而可以对接任意UART接口设备，而不用关心对端设备的接口电平规范；支持本地或者远程下发配置文件，实现CAN报文接口协议，并实现CAN报文的透传或CAN报文本地解析。UART接口作为标准通讯接口，目前业界设备一般出厂即为TTL电平规范接口或者为RS232电平规范接口，在实际使用中需要确认对端设备接口电平规范方才可以通讯。本专利装置可以同时支持业界的这两种接口电平规范，且可以自动诊断，并自动适配对端设备接口电平规范。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，包括：CAN收发模块（1）、电源模块（2）、第一UART接口（3）、UART接口电平诊断模块（4）、UART接口电平切换模块（5）、RS232电平转换模块（6）、逻辑处理模块（7）以及主控单元（8）；

所述CAN收发模块（1）与车辆CAN总线进行通讯，同时与主控单元（8）通讯；

所述电源模块（2）与主控单元（8）连接，用于将车载电源供电网络转换为满足车辆CAN总线接口转换自适应***工作的本地电源网络；

所述第一UART接口（3）与汽车电子设备（100）的第二UART接口（102）连接；

所述UART接口电平诊断模块（4）与所述第一UART接口（3）、主控单元（8）连接，用于根据接收到的对端的汽车电子设备（100）的发送端信号，进行电气特性处理及诊断，将处理后的结果输入到主控单元（8），进行UART接口电平判定及执行接口电平控制信号，使得接口电平可以自适应适配对端的接口电平规范；

所述UART接口电平切换模块（5）与主控单元（8）、第一UART接口（3）连接，用于根据主控单元（8）的电平控制信号进行TTL及RS232接口电平的选择；

所述RS232电平转换模块（6）与UART接口电平切换模块（5）、逻辑处理模块（7）连接，用于将逻辑处理模块（7）的其中一路TTL电平转换为标准的RS232电平规范；

所述逻辑处理模块（7）与主控单元（8）、UART接口电平切换模块（5）、RS232电平转换模块（6）连接，用于将主控单元（8）的1路UART TTL电平进行逻辑处理，扩展为2路UART接口，分别对应TTL电平接口以及RS232电平转换模块接口。

2.根据权利要求1所述的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，所述主控单元（8）包括CAN接口（81）、接口协议配置模块（82）、CAN接口协议处理模块（83）、UART接口协议处理模块（84）、UART接口电平自适应处理模块（85）以及第三UART接口（86）；

所述CAN接口（81）与CAN收发模块（1）通讯连接，实现与车辆CAN总线的通讯；

所述接口协议配置模块（82），用于通过配置文件实现以下功能配置：实现CAN接口通讯协议，UART接口通讯协议配置，CAN接口（81）与UART串口转换配置为透传模式还是本地解析模式；同时配置文件支持本地通过第三UART接口（86）下发配置或者由汽车电子设备（100）远程下发配置文件；

所述CAN接口协议处理模块（83）与CAN接口（81）连接，用于据配置协议，实现与车辆CAN总线协议数据收发；

所述UART接口协议处理模块（84）与第三UART接口（86）连接，用于根据配置协议，完成转换后的UART接口协议数据收发；

所述UART接口电平自适应处理模块（85）分别与UART接口电平诊断模块（4）、UART接口电平切换模块（5）连接，用于根据UART接口电平诊断模块（4）输出的信号，进行信号处理及分析判定对端接口电平规范，并输出电平控制信号给UART接口电平切换模块（5），自适应选择适配的接口电平。

3.根据权利要求2所述的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，所述UART接口电平切换模块（5）支持TTL以及RS232电平规范，支持-12V ~ +12V电压范围，采用单电源供电，使用信号继电器方案来支持宽电压电平范围，内部通过继电器开关实现TTL及RS232的通路切换，继电器默认强制接CAN总线接口转换自适应装置内的TTL接口电平，断开RS232接口通路，确保装置输出电平为TTL电平，继电器的控制端控制继电器的开关端SW_CTR实现TTL及RS232的电平切换，端口数据接收信号V_CHECK连接UART接口电平诊断模块（4），用于监控设备对端的UART接口电平。

4.根据权利要求3所述的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，所述UART接口电平诊断模块（4）包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（RF）以及运算放大器；

所述第一电阻（R1）的一端与汽车电子设备（100）的发送信号线V_CHECK连接，所述第一电阻（R1）的另一端与运算放大器的正输入端连接，所述第二电阻（R2）的一端连接VCC3V3，所述第二电阻（R2）的另一端与运算放大器的正输入端连接，所述第三电阻（R3）的一端与运算放大器的正输入端连接，所述第三电阻（R3）的另一端接地，所述第四电阻（RF）的一端与运算放大器的负输入端连接，所述第四电阻（RF）的另一端与运算放大器的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，所述发送信号线V_CHECK的电压范围为-12V~12V，所述运算放大器正输入端电压范围为0~3.3V，所述运算放大器的输出电压V_OUT为0~3.3V。

6.根据权利要求5所述的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，所述第一电阻（R1）的阻值为10kΩ，所述第二电阻（R2）的阻值为2.2kΩ，所述第三电阻（R3）的阻值为2kΩ，所述第四电阻（RF）的阻值为10kΩ。

7.根据权利要求6所述的一种车辆CAN总线接口转换自适应***，其特征在于，所述逻辑处理模块（7）包括第一与门逻辑器件和第二与门逻辑器件，所述第一与门逻辑器件和第二与门逻辑器件为二输入与门逻辑器件；

所述第一与门逻辑器件的A输入端和B输入端与主控单元（8）的第三UART接口（86）的发送端连接，所述第一与门逻辑器件的O输出端与RS232电平转换模块（6）的发送端、TTL发送端连接；

所述第二与门逻辑器件的A输入端与RS232电平转换模块（6）的接收端连接，所述第二与门逻辑器件的B输入端与TTL接收端连接，所述二与门逻辑器件的O输出端与主控单元（8）的第三UART接口（86）的接收端连接，所述第二与门逻辑器件的B输入端与TTL接收端之间以及串接有电阻和二极管，所述第二与门逻辑器件的B输入端与所述电阻之间连接有接地稳压二极管。

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