Принцип на схемата на CANopen интерфейс на схемата и конструктивни съображения
CAN bus е серийна комуникационна мрежа, която ефективно поддържа разпределен контрол и контрол в реално време. Той е широко използван в областта на автоматичния контрол за високата си производителност и висока надеждност. За да се подобри способността за задвижване на системата и да се увеличи разстоянието за комуникация, Philips 82C250 се използва в практически приложения като интерфейс между контролера CAN и физическата шина, а именно CAN приемо-предавател за подобряване на възможностите за диференциално предаване на шината и Може да контролира. Диференциалният капацитет на приемане на устройството. За по-нататъшно подобряване на способността за противодействие, често се създава схема за изолация между контролера CAN и трансивъра. Типичният принцип на схемата на интерфейса на CAN шината е показан на фиг.1.
Фигура 1 Типичен принцип на чертежа на интерфейса на CAN шината
1 Ключови въпроси в дизайна на интерфейсни схеми
1.1 Оптична изолационна верига
Въпреки че оптикоизолираната схема може да подобри способността на системата да предотврати смущения, тя също така ще увеличи времето за забавяне на предаването на сигнала за ефективен цикъл на CAN шината, което ще доведе до намаляване на скоростта на комуникация или на разстоянието. Моделът 82C250 и други модели на приемо-предаватели CAN са способни да осигурят незабавен имунитет, намалена радиочестотна интерференция (RFI) и термична защита. Токовите ограничителни вериги също осигуряват допълнителна защита на шината. Следователно, ако разстоянието на предаване на полето е кратко и електромагнитните смущения са малки, оптичната изолация може да не бъде приета, така че системата да достигне максималната скорост на комуникация или разстояние, а интерфейсната схема може да бъде опростена. Ако средата на полето изисква оптоизолация, трябва да се използват високоскоростни опто-изолатори, за да се намали времето за забавяне на разпространението на ефективния сигнал на цикъла на CAN. Например, високоскоростният оптрон 6N137 има кратко забавяне на разпространението от 48 ns, което е близо до схемата TTL. Нивото на времето за забавяне.
1.2 Изолация на захранването
Захранващото напрежение Vdd и Vcc, използвано от двете страни на оптоелектронното изолиращо устройство, трябва да бъде напълно изолирано. В противен случай, оптоелектронната изолация ще загуби правилната си функция. Изолацията на захранването може да се постигне чрез изолационен модул за захранване с постоянен ток DC / DC, като 5V двойно изолиран нискочестотен DC / DC модул с DIP-14 стандартно закрепване.
1.3 Резистор за издърпване
Терминалът за въвеждане на данни за предаване ТХД на приемо-предавателя CAN 82C250 на ФИГ. 1 е свързан към изходния извод OUT на фотоапарата 6N137. Обърнете внимание, че TXD трябва да бъде свързан едновременно с издърпващия резистор R3. От една страна, R3 гарантира, че фототранзисторът в 6N137 извежда ниско ниво, когато е включен, и извежда високо ниво, когато е изключено. От друга страна, това също е изискване на автобуса CAN. Конкретно състоянието на терминала TXD на 82C250 определя състоянието на високо и ниско напрежение CAN / CANH напрежение CANH, CANL (виж Таблица 1). В спецификацията на CAN шината се посочва, че автобусът трябва да е рецесивен по време на периоди на празен ход. Това означава, че състоянието по подразбиране на възлите в мрежата на CAN е рецесивно. Това изисква състоянието по подразбиране на страната TXD на 82C25O да е логика 1 (високо ниво). Поради тази причина трябва да се осигури чрез R3, че състоянието на терминала TXD е логика 1 (високо ниво), когато не се предават данни или се появява ненормално състояние.
| TXD статус | Ниво CANH (V) | Ниво CANL (V) | Статус на CAN шината |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Рецесивен (логика 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Доминиращо (логика 0) |
1.4 Съответствие на импеданса на шината
Два 120 Ω резистори трябва да бъдат свързани към края на CAN шината. Те играят важна роля в съчетаването на импеданса на автобуса и не могат да бъдат пропуснати. В противен случай надеждността и анти-интерференцията на комуникацията с данни от шината ще бъдат значително намалени и дори комуникацията може да не е възможна.
1.5 Други мерки против заглушаване
За да подобрите устойчивостта на смущенията на интерфейсната схема, помислете за следните мерки:
(1) Свържете два паралелни кондензатора 30 pF паралелно между клемите CANH и CANL на 82C25O и земята, за да филтрирате високочестотните смущения на шината и да предотвратите електромагнитно излъчване.
(2) Свържете 5Ω резистор последователно между клемите CANH и CANL на 82C250 и CAN-шината, за да ограничите тока и да защитите 82C250 от свръхток.
(3) Добавете 100 nF кондензатор за отделяне между захранващия терминал на 82C25O, 6N137 и други интегрални схеми и земята, за да намалите смущенията.
2. Заключение
Интерфейсната схема е важна част от CAN bus мрежата. Неговата надеждност и сигурност пряко влияят върху работата на цялата комуникационна мрежа. Тази статия обобщава няколко ключови въпроса, които трябва да се отбележат при проектирането на CAN интерфейсни схеми. Само като хванем ключа в дизайна, можем да подобрим качеството и производителността на множество интерфейсни схеми и да гарантираме, че автобусната мрежа на CAN работи безопасно и надеждно.