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CAN总线接口电路原理及规划注意事项

CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络,以其高性能和高可靠性在自动控制领域得到了广泛的应用。为提高系统的驱…

  CAN 总线是一种有用支撑分布式操控和实时操控的串行通讯网络,以其高功能和高可靠性在自动操控范畴得到了广泛的使用。为进步体系的驱动才干,增大通讯间隔,实践使用中多选用Philips公司的82C250作为CAN操控器与物理总线间的接口,即CAN收发器,以增强对总线的差动发送才干和对CAN操控器的差动接纳才干。为进一步增强抗搅扰才干,往往在CAN 操控器与收发器之间设置光电阻隔电路。典型的CAN总线接口电路原理如图1所示。

  图1 典型的CAN总线接口电路原理图

1 接口电路规划中的要害问题

1.1 光电阻隔电路

  光电阻隔电路虽然能增强体系的抗搅扰才干,但也会添加CAN总线有用回路信号的传输推迟时间,导致通讯速率或间隔削减。82C250等类型的CAN收发器自身具有瞬间抗搅扰、下降射频搅扰(RFI)以及完成热防护的才干,其具有的电流约束电路还供给了对总线的进一步维护功用。因而,假如现场传输间隔近、电磁搅扰小,能够不选用光电阻隔,以使体系到达最大的通讯速率或间隔,而且能够简化接口电路。假如现场环境需求光电阻隔,应选用高速光电阻隔器材,以削减CAN总线有用回路信号的传输推迟时间,如高速光电耦合器6N137,传输推迟时间短,典型值仅为48 ns,已挨近TTL电路传输推迟时间的水平。

1.2 电源阻隔

  光电阻隔器材两边所用电源Vdd与Vcc有必要彻底阻隔,不然,光电阻隔将失掉应有的效果。电源的阻隔可经过小功率DC/DC电源阻隔模块完成,如外形尺寸为DIP-14规范脚位的5 V 双路阻隔输出的小功率DC/DC模块。

1.3 上拉电阻

  图1中的CAN收发器82C250的发送数据输入端TXD与光电耦合器6N137的输出端OUT相连,留意TXD有必要一起接上拉电阻R3。一方面,R3保证6N137中的光敏三极管导通时输出低电平,截止时输出高电平;另一方面,这也是CAN 总线的要求。详细而言,82C250的TXD端的状况决议着高、低电平CAN 电压输入/输出端CANH、CANL的状况(见表1)。CAN总线规则,总线在闲暇期间应呈隐性,即CAN 网络中节点的缺省状况是隐性,这要求82C25O的TXD端的缺省状况为逻辑1(高电平)。为此,有必要经过R3保证在不发送数据或呈现异常情况时,TXD端的状况为逻辑1(高电平)。
表1 TXD与CANH、CANL的联系表

TXD状况 CANH电平(V) CANL电平(V) CAN总线状况
1 2.5 2.5 隐性(逻辑1)
0 3.5 1.5 显性(逻辑0)

1.4 总线阻抗匹配

  CAN总线的结尾有必要衔接2个120Ω的电阻,它们对总线阻抗匹配有着重要的效果,不行省掉。不然,将大大下降总线数据通讯时的可靠性和抗搅扰性,甚至有或许导致无法通讯。

1.5 其它抗搅扰办法

  为进步接口电路的抗搅扰才干,还可考虑以下办法:

  (1)在82C25O的CANH、CANL端与地之间并联2个30 pF的小电容,以滤除总线上的高频搅扰,避免电磁辐射。

  (2)在82C250的CANH、CANL端与CAN总线之间各串联1个5Ω的电阻,以约束电流,维护82C250免受过流冲击。

  (3)在82C25O、6N137等%&&&&&%的电源端与地之间参加1个100 nF的去耦合%&&&&&%,以下降搅扰。

2 结语

  接口电路是CAN 总线网络中的重要环节,其可靠性与安全性直接影响整个通讯网络的运转。本文总结了CAN接口电路规划中应留意的几个要害问题。只要捉住规划中的要害,才干进步多接口电路的质量与功能,保证CAN总线网络安全、可靠地运转。

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