CANopen bus interfejs princip kola i dizajn razmišljanja
CAN bus je serijska komunikaciona mreža koja efikasno podržava distribuiranu kontrolu i kontrolu u realnom vremenu. Široko je korišćena u oblasti automatske kontrole zbog visokih performansi i pouzdanosti. U cilju poboljšanja pogonske sposobnosti sistema i povećanja komunikacijske udaljenosti, Philips 82C250 se koristi u praktičnim aplikacijama kao interfejs između CAN kontrolera i fizičke magistrale, odnosno CAN transceivera radi poboljšanja diferencijalnog prenosnog kapaciteta sabirnice i CAN kontrola. Mogućnost diferencijalnog prijema uređaja. Kako bi se dodatno poboljšala sposobnost anti-interferencije, krug optoizolacije se često postavlja između CAN kontrolera i primopredajnika. Princip tipičnog kola CAN bus-bus-a je prikazan kao na slici 1.
Slika 1. Tipična CAN bus-ova veza sa cirkulacijom cirkulacije
1 Ključna pitanja u dizajnu kola interfejsa
1.1 Optički izolacioni krug
Iako opto-izolovani krug može poboljšati sposobnost anti-interferencije sistema, on će takođe povećati vrijeme kašnjenja prenosa efektivne petlje signala CAN bus-a, što rezultira smanjenjem brzine komunikacije ili udaljenosti. 82C250 i drugi modeli CAN transceivera su sposobni za trenutni imunitet, smanjene interferencije radiofrekvence (RFI) i termičku zaštitu. Strujni ograničeni krugovi takođe pružaju dodatnu zaštitu od magistrale. Prema tome, ukoliko je razmak u polju polja kratak, a elektromagnetska smetnja je mala, optička izolacija se ne može usvojiti tako da sistem može doseći maksimalnu brzinu komunikacije ili rastojanje, a kola interfejsa se mogu pojednostaviti. Ako okolišno polje zahteva opto-izolaciju, velike brzine opto-izolatora treba koristiti za smanjivanje vremena kašnjenja propagacije signala efikasne petlje CAN sabirnice. Na primjer, optički poklopac 6N137 za velike brzine ima kratku propagaciju od 48 ns, što je blizu TTL kola. Nivo odlaganja.
1.2 Izolacija napajanja
Napojni ventili Vdd i Vcc koji se koriste na obe strane optoelektronskog uređaja za izolaciju moraju biti potpuno izolovani. U suprotnom, optoelektronska izolacija će izgubiti odgovarajuću funkciju. Izolovanje napajanja može se postići pomoću izolacionog modula sa niskom snagom za DC / DC napajanje, kao što je 5V dual-izolovani DC / DC modul niske snage sa standardnim pinoutom DIP-14.
1.3 Otpornik povlačenja
Terminal za ulaz podataka za prenos podataka TXD kanadskog CAN transpondera 82C250 na sl. 1 je priključen na izlazni terminal OUT fotoaparata 6N137. Imajte na umu da TXD mora biti istovremeno priključen na pull-up otpornik R3. S jedne strane, R3 osigurava da fototranzistor u 6N137 izlazi na niskim nivoima kada je uključen, i izlazi na visok nivo kada je isključen. S druge strane, ovo je takođe zahtjev CAN bus-a. Konkretno, status TXD terminala 82C250 određuje status visokog i niskog CAN ulaznog / izlaznog terminala CANH, CANL (vidi Tabelu 1). Specifikacija CAN bus-a navodi da bi bus trebalo da bude recesivan tokom perioda mirovanja. To jest, podrazumevano stanje čvorova u CAN mreži je recesivno. To zahtijeva da je podrazumevano stanje TXD strane 82C25O logika 1 (visok nivo). Iz tog razloga, preko R3 mora se osigurati da je status TXD terminala logika 1 (visok nivo) kada se podaci ne prenose ili dođe do neobičnog stanja.
| TXD status | CANH nivo (V) | CANL nivo (V) | CAN Bus Status |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Recessive (logika 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Dominantan (logika 0) |
1.4 Povezivanje impedancija sa autobusima
Dva 120Ω otpornika moraju biti povezana na kraj CAN sabirnice. Oni igraju važnu ulogu u usklađivanju impedanse sa autobusima i ne mogu se izostaviti. U suprotnom, pouzdanost i anti-smetnje komunikacije podataka o autobusu će se znatno smanjiti, pa čak i komunikacija možda neće biti moguća.
1.5 Ostale mjere protiv mokljenja
Da biste poboljšali imunitet interferencije veznog kruga, razmotrite sledeće mere:
(1) Povežite dva 30 pF malih kondenzatora paralelno između CANH i CANL priključaka na 82C25O i terenu za filtriranje visokofrekventnih smetnji na sabirnici i sprečavanje elektromagnetnog zračenja.
(2) Povežite 5Ω otpornik serije između CANH i CANL priključaka na 82C250 i CAN bus da biste ograničili struju i zaštitili 82C250 od prekomerne struje.
(3) Dodajte kondenzator za razdvajanje od 100 nF između priključka za napajanje 82C25O, 6N137 i drugih integriranih kola i tla za smanjenje smetnji.
2. Zaključak
Krug interfejsa je važan dio CAN bus mreže. Njegova pouzdanost i sigurnost direktno utiču na funkcionisanje celokupne komunikacione mreže. Ovaj članak rezimira nekoliko ključnih problema koji treba navesti u dizajnu CAN kutija za interfejs. Samo zahvaljujući ključu u dizajnu možemo poboljšati kvalitet i performanse višestrukih interfejsnih krugova i osigurati da CAN bus mreža funkcioniše sigurno i pouzdano.