Principi del circuit d'interfície d'autobús CANopen i consideracions de disseny
CAN bus és una xarxa de comunicació en sèrie que suporta efectivament el control distribuït i el control en temps real. Ha estat àmpliament utilitzat en el camp del control automàtic per al seu alt rendiment i alta fiabilitat. Per millorar la capacitat d'accionament del sistema i augmentar la distància de comunicació, Philips 82C250 s'utilitza en aplicacions pràctiques com la interfície entre el controlador CAN i el bus físic, és a dir, el transceptor CAN per millorar la capacitat de transmissió diferencial de l'autobús i CAN control. La capacitat de recepció diferencial del dispositiu. Per tal de millorar encara més la capacitat d'interferència, sovint es configura un circuit d'aïllament opto entre el controlador CAN i el transceptor. El principi típic del circuit de la interfície d'autobús CAN es mostra a la figura 1.
Fig.1 Interfície de bus CAN típica Circuit Principi de dibuix
1 Problemes clau en el disseny de circuits d'interfície
1.1 Circuit d'aïllament òptic
Tot i que el circuit opto aïllat pot millorar la capacitat d'interferència del sistema, també augmentarà el temps de retard de transmissió del senyal de bucle efectiu del bus CAN, cosa que provoca una reducció de la velocitat o velocitat de comunicació. El 82C250 i altres models de transceptors CAN són capaços d'immunitat instantània, interferència de freqüència de ràdio reduïda (RFI) i protecció tèrmica. Els circuits limitadors actuals també proporcionen protecció addicional per a autobusos. Per tant, si la distància de transmissió del camp és curta i la interferència electromagnètica és petita, l'aïllament òptic no es pot adoptar de manera que el sistema pugui assolir la velocitat o velocitat màxima de comunicació, i es pot simplificar el circuit d'interfície. Si l'entorn de camp requereix aïllament opto, s'han d'utilitzar els optoinsuladors d'alta velocitat per reduir el temps de retard de propagació del senyal de bucle efectiu de l'autobús CAN. Per exemple, l'optoacoplador d'alta velocitat 6N137 té un breu retard de propagació de 48 ns, que es troba proper al circuit TTL. El nivell de temps de retard.
1.2 Aïllament de la font d'alimentació
La font d'alimentació Vdd i Vcc utilitzada a ambdós costats del dispositiu d'aïllament optoelectrònic ha d'estar completament aïllada. En cas contrari, l'aïllament optoelectrònic perdrà la seva funció correcta. L'aïllament de la font d'alimentació es pot aconseguir mitjançant un mòdul d'aïllament de subministrament d'energia DC / DC de baixa potència, com un mòdul DC / DC de baixa potència de 5 V aïllat amb pinització estàndard DIP-14.
1.3 Resistència tensora
El terminal d'entrada de dades de transmissió TXD del transceptor 82C250 de CAN a la FIG. 1 es connecta al terminal de sortida OUT del fotocomplaçador 6N137. Tingueu en compte que el TXD s'ha de connectar a la resistència de tracció R3 al mateix temps. D'una banda, R3 garanteix que el fototransistor del 6N137 produeix un nivell baix quan s'activa, i produeix un nivell elevat quan està apagat. D'altra banda, també és un requisit de l'autobús CAN. Concretament, l'estat del terminal TXC de 82C250 determina l'estat dels terminals CANH, CANL (CANVI) de tensió i alta tensió CAN (vegeu Taula 1). L'especificació de bus CAN indica que l'autobús ha de ser recessiu durant períodes inactius. És a dir, l'estat predeterminat dels nodes de la xarxa CAN és recessiu. Això requereix que l'estat predeterminat del costat TXD del 82C25O sigui la lògica 1 (nivell alt). Per aquest motiu, s'ha de garantir a través de R3 que l'estat del terminal TXD és lògica 1 (nivell alt) quan no es transmet dades o es produeix una condició anormal.
| Estat del TXD | CANH Nivell (V) | CANL Nivell (V) | Estat del bus CAN |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Recessiu (lògica 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Dominant (lògica 0) |
1.4 Imposició d'impedància d'autobusos
Les dues resistències de 120Ω s'han de connectar al final de l'autobús CAN. Tenen un paper important en la concordança de la impedància de l'autobús i no es poden ometre. En cas contrari, la fiabilitat i la interferència de la comunicació de dades de bus es reduiran considerablement, i fins i tot la comunicació pot no ser possible.
1.5 Altres mesures antiedat
Per millorar la immunitat d'interferència del circuit d'interfície, tingueu en compte les mesures següents:
(1) Connecteu dos condensadors petits de 30 pF en paral·lel entre els terminals CANH i CANL del 82C25O i el sòl per filtrar les interferències d'alta freqüència a l'autobús i prevenir la radiació electromagnètica.
(2) Connecteu una resistència de 5Ω en sèrie entre els terminals CANH i CANL del 82C250 i l'autobús CAN per limitar el corrent i protegir el 82C250 de sobrecorriente.
(3) Afegiu un condensador de desacoblament de 100 nF entre el terminal d'alimentació del 82C25O, el 6N137 i altres circuits integrats i el sòl per reduir la interferència.
2. Conclusió
El circuit d'interfície és una part important de la xarxa de bus CAN. La seva fiabilitat i seguretat afecten directament el funcionament de tota la xarxa de comunicació. Aquest article resumeix diversos problemes clau que cal tenir en compte en el disseny dels circuits d'interfície CAN. Només agafant la clau del disseny podem millorar la qualitat i el rendiment dels múltiples circuits d'interfície i assegurar-vos que la xarxa d'autobusos CAN funcioni amb seguretat i fiabilitat.