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K\L总线电路及具有K\L总线的汽车数据采集盒的制作专利

来源:未知 编辑:晚一步 时间:2018-06-12

发明涉及汽车总线技术领域,尤其涉及一种K\\L总线电路及具有K\\L总线的汽车数据采集盒。



背景技术:

K\\L总线在汽车电子中具有广泛的应用,现有的汽车数据采集盒中,主要采用集成芯片作为汽车数据采集盒的K\\L总线通信模块,采用集成芯片一方面价格比价贵,增加企业的产品的生产成本;另一方面,由于集成芯片的设计相对封闭,使得设计不灵活。使得汽车出现供电电源出现异常时,可能会把芯片烧坏,使汽车数据采集盒出现故障。



技术实现要素:

发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,发明的一个目的在于提出一种K\\L总线电路及具有K\\L总线的汽车数据采集盒。

一方面,为实现上述目的,根据发明实施例提供的的K\\L总线电路,所述K\\L总线电路包括:

L线单片机输出端电路、K线单片机输出端电路和K线单片机输入端电路;

所述K线单片机输出端电路将单片机的输出信号转换为汽车接口K线输入信号;

所述K线单片机输入端电路将汽车接口K线输出信号转换为单片机输入信号;

所述L线单片机输出端电路将单片机的输出信号转换为汽车接口L线输入信号。

根据发明的一个实施例,所述K线单片机输出端电路包括:K线第一输入电路和K线第二输入电路;

所述K线第一输入电路包括三极管Q7、电阻R25、电阻R26和电阻R27;

所述电阻R25一端与所述单片机的串口信号输出端连接,所述电阻R25另一端与所述三极管Q7的基极连接,所述三极管Q7的集电极与所述电阻R26的一端连接,所述电阻R26的另一端与第一电源连接,所述三极管Q7的发射极与参考地连接,所述三极管Q7的集电极还与所述电阻R27的一端连接;所述电阻R27的另一端与所述K线第二输入电路连接;

所述K线第二输入电路包括三极管Q8、二极管D8、电阻R28和电阻R52;

所述三极管Q8的基极与所述电阻R27的所述另一端连接,所述三极管Q8的发射极与所述电阻R52的一端连接,所述电阻R52的另一端与所述参考地连接;所述三极管Q8的集电极与所述电阻R28的一端连接,所述电阻R28的另一端与所述二极管D8的阴极连接,所述二极管D8的阳极与第二电源连接;所述三极管Q8的集电极还汽车接口K线端连接;

所述K线单片机输入端电路包括:集成放大器U6A、电阻R29;所述电阻R29的一端与所述汽车接口K线端连接,所述电阻R29的另一端与所述集成放大器U6A的正输入端连接,所述集成放大器U6A的负端与第一电源连接;所述集成放大器U6A的输出端与所述单片机的串口信号输入端连接。

根据发明的一个实施例,所述K线单片机输出端电路还包括第一限流电路,所述第一限流电路与所述K线单片机输入端电路连接;

所述第一限流电路防止所述三极管Q8的集电极与发射极之间产生大电流。

根据发明的一个实施例,所述第一限流电流包括:三极管Q12、电阻R51和电阻R53;所述三极管Q12的集电极与所述三极管Q8的基极连接,所述三极管Q12的发射极与所述电阻R53的一端连接,所述电阻R53的另一端与参考地连接;所述三极管Q12的基极与所述电阻R51的一端连接,所述电阻R51的另一端与所述三极管Q8的发射极连接。

根据发明的一个实施例,所述K线单片机输入端电路还包括第一上拉电阻R30;所述第一上拉电阻R30一端与所述集成放大器U6A的输出端连接,所述第一上拉电阻R30的另一端与第三电源连接;所述第一上拉电阻R30用于使所述汽车接口K线端电路空闲时,所述单片机输入端为确定高电平。

根据发明的一个实施例,所述K线单片机输出端电路还包括第二上拉电阻R24;所述第二上拉电阻R24一端与所述三极管Q7的基极连接,所述第二上拉电阻R24的另一端与所述第三电源连接;所述第二上拉电阻用于在所述单片机输出空闲时,所述单片机输出端为确定高电平。

根据发明的一个实施例,所述L线单片机输出端电路包括:L线第一输入电路和L线第二输入电路;

所述L线第一输入电路包括三极管Q5、电阻R19、电阻R20、电阻R21和电阻R22;所述电阻R20一端通过电阻R19与所述单片机的串口信号输出端连接,所述电阻R20另一端与所述三极管Q5的基极连接,所述三极管Q5的集电极与所述电阻R21的一端连接,所述电阻R21的另一端与第一电源连接,所述三极管Q5的发射极与参考地连接,所述三极管Q5的集电极还与所述电阻R22的一端连接;所述电阻R22的另一端与所述L线第二输入电路连接;

所述L线第二输入电路包括三极管Q6、二极管D7、电阻R23和电阻R49;所述三极管Q6的基极与所述电阻R22的所述另一端连接,所述三极管Q6的发射极与所述电阻R49的一端连接,所述电阻R49的另一端与所述参考地连接;所述三极管Q6的集电极与所述电阻R23的一端连接,所述电阻R23的另一端与所述二极管D7的阴极连接,所述二极管D7的阳极与第二电源连接;所述三极管Q6的集电极还汽车接口L线端连接。

根据发明的一个实施例,所述L线单片机输出端电路还包括第二限流电路,所述第二限流电路与所述L线输出端电路连接;

所述第二限流电路防止所述三极管Q6的集电极与发射极之间产生大电流。

根据发明的一个实施例,所述第二限流电流包括:三极管Q13、电阻R48和电阻R50;所述三极管Q13的集电极与所述三极管Q6的基极连接,所述三极管Q13的发射极与所述电阻R50的一端连接,所述电阻R50的另一端与参考地连接;所述三极管Q13的基极与所述电阻R48的一端连接,所述电阻R48的另一端与所述三极管Q6的发射极连接。

根据发明的一个实施例,所述L线单片机输出端电路还包括上拉控制电路;所述上拉控制电路包括三极管Q4、电阻R17和电阻R18;所述三极管Q4的发射极与第三电源连接,所述三极管Q4的基极与所述电阻R18的一端连接,所述电阻R18的另一端与所述电阻R17的一端连接,所述电阻R17的另一端与所述三极管Q4的发射极连接,所述电阻R18的所述一端还与单片机控制接口连接,所述三极管Q4的集电极还与所述电阻R20连接。

另一方面,为实现上述目的,发明实施例还提供一种汽车数据采集盒,所述汽车数据采集盒包括,所述K\\L总线电路。

本发明实施例提供的K\\L总线电路,通过采用分立元器件以及一个集成放大器实现了K\\L总线数据收发器电路,电路实现简单,减少汽车的产品生产成本。另外通过第一限流电路和第二限流电路,防止汽车供电电压出现异常时将所述K\\L线电路损坏,减少了产品的故障率。

附图说明

图1为发明实施例提供的K\\L总线电路结构示意图。

附图标记:

K线单片机输入输出端电路10;

K线第一输入电路101;

K线第二输入电路102;

第一限流电路1021;

K线单片机输入端电路103;

L线单片机输出端电路20;

L线第一输入电路201;

上拉控制电路2011;

L线第二输入电路202;

第二限流电路2021。

发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解发明方案,下面将结合发明实施例中的附图,对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制发明。

在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1,图1为发明实施例提供的K\\L总线电路结构示意图。

本发明实施例提供了一种K\\L总线电路;所述K\\L总线电路包括:L线单片机输出端电路20、K线单片机输出端电路和K线单片机输入端电路103;所述K线单片机输出端电路将单片机的输出信号转换为汽车接口K线输入信号;所述K线单片机输入端电路103将汽车接口K线输出信号转换为单片机输入信号;所述L线单片机输出端电路20将单片机的输出信号转换为汽车接口L线输入信号。

具体的,所述K线单片机输出端电路和K线单片机输入端电路103分别对将所述汽车接口K线的信号转换为单片机的电平信号。以及将所述单片机的电平信号转换为汽车接口K线的信号。从而实现了单片机与所述汽车内的控制器通过K总线进行数据收发。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述K线单片机输出端电路包括:K线第一输入电路101和K线第二输入电路102;所述K线第一输入电路101包括三极管Q7、电阻R25、电阻R26和电阻R27;所述电阻R25一端与所述单片机的串口信号输出端K_TXD连接,所述电阻R25另一端与所述三极管Q7的基极连接,所述三极管Q7的集电极与所述电阻R26的一端连接,所述电阻R26的另一端与第一电源VCC_5V连接,所述三极管Q7的发射极与参考地连接,所述三极管Q7的集电极还与所述电阻R27的一端连接;所述电阻R27的另一端与所述K线第二输入电路102连接。

所述三极管Q7为NPN型晶体管。

具体的,所述K线第一输入电路101将所述单片机的串口输出信号进行翻转。如:当所述将单片机的串口输出信号为高电平时,所述K线第一输入电路101输出低电平。

所述K线第二输入电路102包括三极管Q8、二极管D8、电阻R28和电阻R52;

所述三极管Q8的基极与所述电阻R27的所述另一端连接,所述三极管Q8的发射极与所述电阻R52的一端连接,所述电阻R52的另一端与所述参考地连接;所述三极管Q8的集电极与所述电阻R28的一端连接,所述电阻R28的另一端与所述二极管D8的阴极连接,所述二极管D8的阳极与第二电源VDD连接;所述三极管Q8的集电极还汽车接口K线端连接;所述三极管Q7为NPN型晶体管。

具体的,所述K线第二输入电路102将所述K线第一输入电路101输出的信号进行翻转及信号的电平电压转换。如:当所述K线第一输入电路101输出信号为高电平时,所述K线第一输入电路101输出低电平;当所述K线第一输入电路101输出信号为低电平时,所述K线第一输入电路101输出高电平,所述高电平信号幅值为第二电源VDD的幅值。

也就是说,所述K线第一输入电路101和K线第二输入电路102将所述单片机的所述串口输出信号电平转换成所述汽车接口K线输入的电平信号。

所述K线单片机输入端电路103包括:集成放大器U6A、电阻R29;

所述电阻R29的一端与所述汽车接口K线端连接,所述电阻R29的另一端与所述集成放大器U6A的正输入端连接,所述集成放大器U6A的负端与第一电源VCC_5V连接;所述集成放大器U6A的输出端与所述单片机的串口信号输入端PIO7_RXD连接。

具体的,所述汽车接口K线端输出的信号通过所述集成放大器U6A正输入端与所述第一电源VCC_5V比较后输出到所述单片机的串口信号输入端PIO7_RXD,从而实现将所述汽车接口K线端的电平信号转换为单片机串口输入端电平信号。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述K线单片机输出端电路还包括第一限流电路1021,所述第一限流电路1021与所述K线单片机输入端电路103连接;所述第一限流电路1021防止所述三极管Q8的集电极与发射极之间产生大电流。

具体的,由于所述三极管Q8的集电极与汽车电瓶电源输出的第二电源VDD直接连接,汽车打火可能出现脉冲高压,所述脉冲高压可能导致所述三极管Q8的集电极与发射极之间出现大电流。所述第一限流电路1021防止所述三极管Q8的集电极与发射极之间出现大电流,从而将所述三极管Q8损坏。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述第一限流电路1021包括:三极管Q12、电阻R51和电阻R53;所述三极管Q12的集电极与所述三极管Q8的基极连接,所述三极管Q12的发射极与所述电阻R53的一端连接,所述电阻R53的另一端与参考地连接;所述三极管Q12的基极与所述电阻R51的一端连接,所述电阻R51的另一端与所述三极管Q8的发射极连接。

具体的,当所述三极管Q8的集电极与发射极之间的电流增大时,所述三极管Q12的基极导通电压增大,所述三极管Q12基极与发射极之间的导通电流增大,使所述三极管Q8基极与发射极之间的导通电流减小,使得所述三极管Q8的集电极与发射极之间的电流减小,从而避免所述三极管Q8的集电极与发射极之间出现大电流。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述K线单片机输入端电路103还包括第一上拉电阻R30;

所述第一上拉电阻R30一端与所述集成放大器U6A的输出端连接,所述第一上拉电阻R30的另一端与第三电源+3.3V连接;

所述第一上拉电阻R30用于使所述汽车接口K线端电路空闲时,所述单片机输入端为确定高电平。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述K线单片机输出端电路还包括第二上拉电阻R24;所述第二上拉电阻R24一端与所述三极管Q7的基极连接,所述第二上拉电阻R24的另一端与所述第三电源+3.3V连接;所述第二上拉电阻用于在所述单片机输出空闲时,所述单片机输出端为确定高电平。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述L线单片机输出端电路20包括:L线第一输入电路201和L线第二输入电路202。

所述L线第一输入电路201包括三极管Q5、电阻R19、电阻R20、电阻R21和电阻R22;所述电阻R20一端通过电阻R19与所述单片机的串口信号输出端连接,所述电阻R20另一端与所述三极管Q5的基极连接,所述三极管Q5的集电极与所述电阻R21的一端连接,所述电阻R21的另一端与第一电源连接,所述三极管Q5的发射极与参考地连接,所述三极管Q5的集电极还与所述电阻R22的一端连接;所述电阻R22的另一端与所述L线第二输入电路202连接。所述三极管Q5为NPN型晶体管。

具体的,所述L线第一输入电路201将所述单片机的串口输出信号进行翻转。如:当所述将单片机的串口输出信号为高电平时,所述L线第一输入电路201输出低电平。

所述L线第二输入电路202包括三极管Q6、二极管D7、电阻R23和电阻R49;所述三极管Q6的基极与所述电阻R22的所述另一端连接,所述三极管Q6的发射极与所述电阻R49的一端连接,所述电阻R49的另一端与所述参考地连接;所述三极管Q6的集电极与所述电阻R23的一端连接,所述电阻R23的另一端与所述二极管D7的阴极连接,所述二极管D7的阳极与第二电源连接;所述三极管Q6的集电极还汽车接口L线端连接。

具体的,所述L线第二输入电路202将所述K线第一输入电路101输出的信号进行翻转及信号的电平电压转换。如:当所述L线第一输入电路201输出信号为高电平时,所述L线第一输入电路201输出低电平;当所述K线第一输入电路101输出信号为低电平时,所述L线第一输入电路201输出高电平,所述高电平信号幅值为第二电源VDD的幅值。

也就是说,所述L线第一输入电路201和L线第二输入电路202将所述单片机的所述串口输出信号电平转换成所述汽车接口L线输入的电平信号。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述L线单片机输出端电路20还包括第二限流电路2021,所述第二限流电路2021与所述L线输出端电路连接;所述第二限流电路2021防止所述三极管Q6的集电极与发射极之间产生大电流。

具体的,由于所述三极管Q6的集电极与汽车电瓶电源输出的第二电源VDD直接连接,汽车打火可能出现脉冲高压,所述脉冲高压可能导致所述三极管Q6的集电极与发射极之间出现大电流。所述第二限流电路2021防止所述三极管Q6的集电极与发射极之间出现大电流,从而将所述三极管Q6损坏。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述第二限流电路2021包括:三极管Q13、电阻R48和电阻R50;所述三极管Q13的集电极与所述三极管Q6的基极连接,所述三极管Q13的发射极与所述电阻R50的一端连接,所述电阻R50的另一端与参考地连接;所述三极管Q13的基极与所述电阻R48的一端连接,所述电阻R48的另一端与所述三极管Q6的发射极连接。

具体的,当所述三极管Q6的集电极与发射极之间的电流增大时,所述三极管Q13的基极导通电压增大,所述三极管Q13基极与发射极之间的导通电流增大,使所述三极管Q6基极与发射极之间的导通电流减小,从而使所述三极管Q6的集电极与发射极之间的电流减小,避免所述三极管Q6的集电极与发射极之间出现大电流。

进一步的,在发明的一个实施例中,所述L线单片机输出端电路20还包括上拉控制电路2011;所述上拉控制电路2011包括三极管Q4、电阻R17和电阻R18;所述三极管Q4的发射极与第三电源连接,所述三极管Q4的基极与所述电阻R18的一端连接,所述电阻R18的另一端与所述电阻R17的一端连接,所述电阻R17的另一端与所述三极管Q4的发射极连接,所述电阻R18的所述一端还与单片机控制接口连接,所述三极管Q4的集电极还与所述电阻R20连接。

所述上拉控制电路2011在所述单片机的控制下输出上拉高电平或将所述上拉高电平关闭。

本发明实施例还提供了一种汽车数据采集盒,所述汽车数据采集盒包括所述的K\\L总线电路。

本发明实施例提供的汽车数据采集盒具有上述实施例的K\\L总线电路,该K\\L总线电路通过采用分立元器件以及一个集成放大器实现了K\\L总线数据收发器电路,电路实现简单,减少汽车的产品生产成本。兼容K线及L线总线协议。另外通过第一限流电路1021和第二限流电路2021,防止汽车供电电压出现异常时将所述K\\L线电路损坏,减少了产品的故障率。

以上仅为发明的实施例,但并不限制发明的专利范围,尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来而言,其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用发明说明书及附图内容所做的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理在发明专利保护范围之内。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离发明的原理和宗旨的情况下在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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