CANopen шина інтерфейс схеми принципи та конструктивні міркування
CAN-шина - це послідовна мережа зв'язку, яка ефективно підтримує розподілений контроль та керування в реальному часі. Він широко використовувався в області автоматичного управління за його високу продуктивність і високу надійність. Для покращення можливостей приводу системи та збільшення відстані зв'язку Philips 82C250 використовується в практичних цілях як інтерфейс між контролером CAN та фізичною шиною, тобто приемопередатчиком CAN для підвищення диференційної передаточної здатності шини та CAN контролювати. Диференційна здатність прийому пристрою. Для подальшого посилення протиударних можливостей, частота налаштування оптико-ізоляційного контура між контролером CAN та приймачем. Принцип роботи схеми інтерфейсу CAN шини показаний, як на малюнку 1.
Рис.1 Типова шина інтерфейсу шини CAN Принцип малювання
1 ключові проблеми в дизайні схем інтерфейсу
1.1. Оптична схема ізоляції
Незважаючи на те, що оптично-ізольована схема може посилити анти-інтерференційну здатність системи, вона також збільшить час затримки передачі ефективного циклу сигналу шини CAN, що призведе до зменшення швидкості зв'язку або відстані. Моделі 82C250 та інші моделі трансіверів CAN здатні отримати миттєвий імунітет, зменшити радіочастотну перешкоду (RFI) та забезпечити термічну захист. Обмежувальні схеми струму також забезпечують додатковий захист шини. Тому, якщо дистанція передачі поля коротка і електромагнітні перешкоди малі, оптична ізоляція може не бути прийнята, щоб система могла досягти максимальної швидкості передачі або відстані, а інтерфейсна схема може бути спрощена. Якщо для польового середовища потрібна оптична ізоляція, високошвидкісні оптоізолятори повинні використовуватися для зменшення часу затримки поширення сигналу ефективного циклу шини CAN. Наприклад, високошвидкісний оптрон 6N137 має короткочасну затримку розповсюдження 48 нс, що близька до схеми TTL. Рівень часу затримки
1.2 Ізоляція джерела живлення
Блоки живлення Vdd та Vcc, що використовуються на обох сторонах оптоелектронної ізоляції, повинні бути повністю ізольовані. В іншому випадку оптоелектронна ізоляція втрачає належну функцію. Ізоляцію джерела живлення можна досягти за допомогою модуля ізоляції низького тиску живлення постійного струму / постійного струму, такого як модуль постійного / постійного струму з низьким рівнем напруги / постійного струму з роздільною здатністю 5 В з роздільною здатністю DIP-14.
1.3 Потужний резистор
Вхідний термінал TXD передачі даних приймача CAN 82С250 на фіг. 1 підключено до виводу терміналу OUT з фотоелементів 6N137. Зверніть увагу, що TXD повинен бути підключений до підтягуючого резистора R3 одночасно. З одного боку, R3 гарантує, що фототранзистор в 6N137 видає низький рівень, коли він увімкнений, і виходить високий рівень, коли він вимкнений. З іншого боку, це також є вимогою шини CAN. Зокрема, статус терміналу TXD 82C250 визначає стан високих і низьких кнопок CAN / CAN CAN, CANL (див. Таблицю 1). Специфікація шини CAN визначає, що автобус повинен бути рецесивним протягом періоду простоя. Тобто стан за умовчанням вузлів у мережі CAN є рецессивним. Це вимагає, щоб стан за замовчуванням на стороні TXD 82C25O логічний 1 (високий рівень). З цієї причини через R3 необхідно забезпечити, щоб статус терміналу TXD був логічним 1 (високий рівень), коли дані не передаються або не відбувається ненормальне стан.
| TXD статус | Рівень CANH (V) | Рівень CANL (V) | Стан шини CAN |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Рецесивний (логіка 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Домінант (логіка 0) |
1.4 відповідність шини імпедансу
Два 120 Ом резисторів повинні бути підключені до кінця шини CAN. Вони відіграють важливу роль у відповідності шини імпедансу і не можуть бути опущені. В іншому випадку, надійність та захист від перешкод зв'язку зв'язку шин будуть значно зменшені, і навіть зв'язок може виявитися неможливим.
1.5. Інші запобіжні заходи
Щоб покращити інтерференційну імунітет інтерфейсної схеми, розглянемо наступні заходи:
(1) Підключіть два 30-фунтових малих конденсаторів паралельно між клеммами CANH і CANL 82C25O та землею для фільтрації високочастотних перешкод на шині та запобігання електромагнітному випромінюванню.
(2) Підключіть резистор 5Ω в послідовному порядку між CANH та CANL-терміналами 82C250 та шиною CAN, щоб обмежити струм і захистити 82C250 від надточного струму.
(3) Додати конденсатор роз'єднання 100 нФ між терміналом живлення 82C25O, 6N137 та іншими інтегральними мікросхемами та землею для зменшення перешкод.
2. Висновок
Інтерфейсна схема є важливою частиною шини CAN. Його надійність та безпека безпосередньо впливають на роботу всієї мережі зв'язку. Ця стаття підсумовує кілька ключових проблем, які слід відзначити при розробці інтерфейсних схем CAN. Лише схвалюючи ключ у дизайні, ми можемо покращити якість та продуктивність кількох інтерфейсних схем та забезпечити безпечну та надійну роботу шини CAN.