[发明专利]总线系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种总线系统。

背景技术

随着工业的发展，工业生产中越来越多地使用到各种现场总线对生产设备的终端进行控制，以实现生产的自动化。目前常见的现场总线有I2C总线、RS-232-C总线、RS-485总线和控制器局域网（CAN，Controller Area Network）总线等。CAN总线以其卓越性能已被广泛应用于工业自动化、交通工具和医疗仪器等众多领域。

图1示出了现有的CAN总线系统的结构示意图。如图1所示，现有的CAN总线系统包括：控制器11～1N、收发器21～2N和两根总线。其中，两根总线上传输的是差分信号CANH和CANL；所述控制器11～1N和所述收发器21～2N分别一一对应连接，并且每一组相互对应的控制器和收发器作为一个节点。每个节点均可以随时向总线发送数据。

现有的CAN总线系统采用的是“载波监测，多主掌握/冲突避免”（CSMA/CA）的通信模块。这种总线仲裁方式允许总线上的任何一个节点都有机会取得总线的控制权并向外发送数据。如果同一时刻有两个或两个以上的节点要求发送数据，那么就会产生总线冲突，CAN总线系统中控制器能够实时地检测这些冲突并进行仲裁，从而使具有高优先级的数据不受任何损坏的进行传输。

现有的CAN总线系统中，每个控制器均需对应连接一个收发器，从而实现向CAN总线发送数据或者从总线上获取数据。若CAN总线系统中包括终端设备较多时，则需要用到大量的收发器，从而使得CAN总线系统的结构复杂，成本较高。

因此，如何简化CAN总线的结构并有效降低CAN总线的设计成本就成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明解决的是现有的CAN总线系统结构复杂及成本较高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种总线系统，包括：至少一个节点单元，所述节点单元包括：

至少两个控制器，所述控制器适于在接收到的信号的优先级高于发送的信号的优先级时停止发送信号，否则继续发送信号至选择电路；

选择电路，适于将所述至少两个控制器发送的信号中优先级最高的信号发送至收发器；

收发器，适于将总线上的信号发送至各个控制器，并将所述选择电路发送的信号发送至所述总线。

可选的，所述选择电路包括：具有多个输入端的与门和上拉单元，所述与门的各个输入端与该节点单元中各个控制器的输出端一一对应连接；所述上拉单元适于在控制器停止发送信号时将与停止发送信号的控制器相连接的与门的输入端上拉至高电平。

可选的，所述上拉单元包括：多个电阻，所述多个电阻的第一端均连接至电源电压，所述多个电阻的第二端与所述与门的各个输入端一一对应连接。

可选的，所述上拉单元包括：电阻和多个开关单元，所述电阻的第一端连接电源电压，所述电阻的第二端连接所述多个开关单元的第一端；所述多个开关单元的第二端与该节点单元中各个控制器的输出端一一对应连接；所述多个开关单元适于在与其相连接的控制器停止发送信号时导通。

可选的，所述总线为CAN总线。

可选的，所述CAN总线为光纤或双绞线。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案的总线系统中，多个控制器通过一个选择电路与一个收发器相连，所述收发器将选择电路发送的信号发送至总线，并将总线上的信号发送至与其对应连接的控制器。与现有技术相比，本技术方案的总线系统减少了收发器的数量，从而简化了总线结构并有效降低了总线成本。

可选方案中，所述选择电路包括：具有多个输入端的与门和上拉单元，所述与门的各个输入端与该节点单元中各个控制器的输出端一一对应连接；所述上拉单元适于在控制器停止发送信号时将与停止发送信号的控制器相连接的与门的输入端上拉至高电平。本发明技术方案的选择电路结构简单，易于实现，从而进一步降低了总线成本。

附图说明

图1是现有的一种CAN总线系统的结构示意图；

图2是本发明总线系统实施例一的结构示意图；

图3是本发明总线系统中控制器的发送信号与接收信号的时序示意图；

图4是图2所示选择电路的一种实现方式的结构示意图；

图5是图2所示选择电路的另一种实现方式的结构示意图；

图6是本发明总线系统实施例二的结构示意图；

图7是图6所示总线系统中控制器的发送信号与接收信号的时序示意图。

具体实施方式