一種協議轉換隔離接口模塊的製作方法

2023-09-13 00:19:50

本發明涉及隔離接口領域，尤其涉及一種協議轉換隔離接口模塊。

背景技術：

在工業控制、BMS等行業，CAN總線、RS-485總線等總線被廣泛使用。目前，控制系統功能的複雜程度不斷增加，系統需要更多的總線接口，從而實現對更多設備的控制以及監控。但實際應用中，大部分的MCU(微控制器)只有1～2路CAN控制器，或2～4路串口，對於一些需求多路總線的應用具有一定的局限性。

現有技術中，若使用的MCU沒有或沒有足夠的總線接口，設計人員只能重新選擇MCU進行設計，而MCU的更換涉及軟體的重構、電路的大範圍變更等繁瑣的工作。且現有的接口協議轉換電路為多個獨立單元組成的電路，在隔離方面沒有同時集成電源隔離和信號隔離並且做成小體積可直接使用的接口協議轉換隔離模塊。此外，現有的電路中多數還使用了類似MP2510的CAN控制器晶片，成本高。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種協議轉換隔離接口模塊，解決了現有技術中採用的MCU沒有足夠的總線接口導致的適用範圍窄以及協議轉換電路集成度低、體積大的技術問題。

本發明實施例提供的一種協議轉換隔離接口模塊，包括：

MCU、至少兩個收發器、隔離晶片；

MCU一端與隔離晶片一端連接，隔離晶片另一端與收發器一端連接；

收發器另一端與外部總線連接，用於接收外部總線的數據並經隔離晶片傳輸外部總線數據至MCU和/或接收MCU經隔離晶片傳輸的數據並發送數據至外部總線；

MCU另一端與外部器件連接，用於接收外部傳送的數據並在進行處理後經隔離晶片發送至收發器和/或接收由收發器經隔離晶片傳輸的外部總線數據並在進行處理後發送至外部；

MCU、收發器、隔離晶片組成封裝結構的集成電路。

優選地，MCU通過SPI接口或UART接口與外部器件連接；

或

MCU通過SPI接口和UART接口與外部器件連接。

優選地，隔離晶片為光耦晶片、磁隔晶片、容隔晶片中的任意一種。

優選地，至少兩個收發器包括CAN收發器或485收發器或232收發器或CAN收發器和485收發器或CAN收發器和232收發器或485收發器和232收發器或CAN收發器和485收發器和232收發器。

優選地，還包括：隔離電源；

隔離電源的輸入端與隔離晶片一側相連，隔離電源的輸出端與隔離晶片另一側及收發器相連，用於提供電源；

隔離電路為DC-DC電路，隔離電路輸出正極VO1～VOn和輸出地極G1～Gn引出至外部作為輸出引腳。

優選地，隔離電源的輸出之間為相互隔離或相互不隔離。

優選地，還包括：

外殼和引腳；

集成電路封裝於外殼內，外殼內填充有灌封膠；

引腳為嵌入在外殼內部，並延伸出至少一端至外殼外部。

優選地，引腳數量為16個，引腳分為兩列，均勻對稱分布於封裝外殼兩側。

優選地，引腳數量為14個，引腳分為兩列，均勻對稱分布於封裝外殼兩側。

優選地，引腳還包括：

第三列引腳，第三列引腳布置於兩列引腳其中一列的相鄰側。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

本發明實施例提供的一種協議轉換隔離接口模塊，包括：MCU、至少兩個收發器、隔離晶片；MCU一端與隔離晶片一端連接，隔離晶片另一端與收發器一端連接；收發器另一端與外部總線連接，用於接收外部總線的數據並經隔離晶片傳輸外部總線數據至MCU和/或接收MCU經隔離晶片傳輸的數據並發送數據至外部總線；MCU另一端與外部器件連接，用於接收外部器件傳送的數據並在進行處理後經隔離晶片發送至收發器和/或接收由收發器經隔離晶片傳輸的外部總線數據並在進行處理後發送至外部器件；MCU、至少兩個收發器、隔離晶片組成封裝結構的集成電路，具有集成度高且體積小的特點，迎合了電子產品小型化、模塊化的潮流，解決了現有技術中採用的MCU沒有足夠的總線接口導致的適用範圍窄以及協議轉換電路集成度低、體積大的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種協議轉換隔離接口模塊電路結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉雙路485隔離轉換模塊的外觀圖；

圖3為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉雙路485隔離轉換模塊的前視圖；

圖4為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉雙路485隔離轉換模塊的底視圖；

圖5為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉雙路485隔離轉換模塊的俯視圖；

圖6為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉雙路485隔離轉換模塊的引腳分布圖；

圖7為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉單路CAN隔離轉換模塊的外觀圖；

圖8為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉單路CAN隔離轉換模塊的前視圖；

圖9為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉單路CAN隔離轉換模塊的底視圖；

圖10為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉單路CAN隔離轉換模塊的俯視圖；

圖11為本發明實施例提供的一種SPI/UART轉單路CAN隔離轉換模塊的引腳分布圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種協議轉換隔離接口模塊，用於解決現有技術中採用的MCU沒有足夠的總線接口導致的適用範圍窄以及協議轉換電路集成度低、體積大的技術問題。

為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1，本發明實施例提供的一種協議轉換隔離接口模塊，包括：

MCU、至少兩個收發器、隔離晶片；其中，至少兩個收發器包括基於不同協議的收發器，如CAN收發器、485收發器、232收發器。

MCU一端與隔離晶片一端連接，隔離晶片另一端與收發器一端連接；

收發器另一端與外部總線連接，用於接收外部總線的數據並經隔離晶片傳輸外部總線數據至MCU和/或接收MCU經隔離晶片傳輸的數據並發送數據至外部總線；

MCU另一端與外部器件連接，用於接收外部器件，如外部MCU，傳送的數據並在進行處理後經隔離晶片發送至收發器和/或接收由收發器經隔離晶片傳輸的外部總線數據並在進行處理後發送至外部器件；

MCU、收發器、隔離晶片組成封裝結構的集成電路。

進一步地，

MCU通過SPI接口或UART接口與外部器件連接；

或

MCU通過SPI接口和UART接口與外部器件連接。

進一步地，

隔離晶片為光耦晶片、磁隔晶片、容隔晶片中的任意一種。

進一步地，

至少兩個收發器包括CAN收發器或485收發器或232收發器或CAN收發器和485收發器或CAN收發器和232收發器或485收發器和232收發器或CAN收發器和485收發器和232收發器。其中，選取的收發器可以從CAN收發器和485收發器和232收發器中任意選取。比如，有兩個收發器，分別為CAN收發器和484收發器；比如，有兩個收發器，分別為485收發器和232收發器；比如，有三個收發器，分別為CAN收發器和485收發器和232收發器；比如，有四個收發器，分別為兩個CAN收發器和一個485收發器和一個232收發器。

進一步地，還包括：隔離電源；

隔離電源的輸入端與隔離晶片一側相連，隔離電源的輸出端與隔離晶片另一側及收發器相連，用於提供電源；

隔離電路為DC-DC電路，隔離電路輸出正極VO1～VOn和輸出地極G1～Gn引出至外部作為輸出引腳，或者不引出。

進一步地，

隔離電路的輸出之間可相互隔離，也可以不隔離，當收發器與多路總線連接時，隔離電路的輸出之間相互隔離，當收發器與單路總線連接時，電源隔離電路輸出之間不隔離，則隔離電路輸出正極VO1～VOn間電位相等，隔離電路輸出地極G1～Gn間電位相等，即VO1＝VO2＝…＝VOn，G1＝G2＝…＝Gn。

需要說明的是，協議轉換隔離接口模塊可以有SPI接口、UART接口或兩種接口同時存在。MCU可以和一個或多個隔離晶片相連接，與收發器組成一路或多路總線輸出接口。其中，MCU可以為型號LPC11C14的MCU。

外部MCU通過SPI或UART接口與模塊通信，可以控制上述的一個或多個收發器發送或接收數據。

外部MCU經過SPI或UART接口將數據傳送至內部MCU，內部MCU處理後，經過一路或多路隔離晶片和收發器發送至總線。

外部總線數據，經過一路或多路收發器和隔離晶片傳送至內部MCU，內部MCU處理後，通過SPI或UART接口發送至外部器件。

進一步地，還包括：

外殼和引腳；

集成電路封裝於外殼內，且外殼內填充有灌封膠，即集成電路可印製成PCB板封裝於外殼的內部，其中外殼可以為塑膠外殼，且外殼內部填充有灌封膠；

引腳為嵌入在外殼內部，並延伸出至少一端至外殼外部，即引腳一端與外殼內部的集成電路連接，引腳的另一端探出外殼的外部。請參閱圖2～圖6，分別為SPI/UART轉雙路485隔離轉換模塊的外觀圖、前視圖、底視圖、俯視圖及引腳分布圖。

其中，引腳數量為16個，引腳分為兩列，均勻對稱分布於封裝外殼兩側；

引腳列與列間的距離為12.7mm，同一列的引腳間的距離為2.54mm。

進一步地，請參閱圖7～圖11，分別為SPI/UART轉單路CAN隔離轉換模塊的外觀圖、前視圖、底視圖、俯視圖及引腳分布圖。

其中，引腳數量為14個，引腳分為兩列，均勻對稱分布於封裝外殼兩側；

引腳列與列間的距離為15.24mm，同一列的引腳間的距離為2.54mm。

進一步地，

引腳還包括：

第三列引腳，第三列引腳布置於兩列引腳其中一列的相鄰側；

第三列引腳間的距離為2.54mm。

本發明實施例提供的一種協議轉換隔離接口模塊，包括：MCU、至少兩個收發器、隔離晶片；MCU一端與隔離晶片一端連接，隔離晶片另一端與收發器一端連接；收發器另一端與外部總線連接，用於接收外部總線的數據並經隔離晶片傳輸外部總線數據至MCU和/或接收MCU經隔離晶片傳輸的數據並發送數據至外部總線；MCU另一端與外部器件連接，用於接收外部器件傳送的數據並在進行處理後經隔離晶片發送至收發器和/或接收由收發器經隔離晶片傳輸的外部總線數據並在進行處理後發送至外部器件；MCU、收發器、隔離晶片組成封裝結構的集成電路，具有集成度高且體積小的特點，迎合了電子產品小型化、模塊化的潮流，解決了現有技術中採用的MCU沒有足夠的總線接口導致的適用範圍窄以及協議轉換電路集成度低、體積大的技術問題。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。