CAN系列之硬體設計一

2022-08-20 11:33:10 字數 2095 閱讀 7895

can 匯流排是一種有效支援分布式控制和實時控制的序列通訊網路,以其高效能和高可靠性在自動控制領域得到了廣泛的應用。為提高系統的驅動能力,增大通訊距離,實際應用中多採用philips公司的82c250作為can控制器與物理匯流排間的介面,即can收發器,以增強對匯流排的差動傳送能力和對can控制器的差動接收能力。為進一步增強抗干擾能力,往往在can 控制器與收發器之間設定光電隔離電路。典型的can匯流排介面電路原理如圖1所示。

1介面電路設計中的關鍵問題

1.1 光電隔離電路

光電隔離電路雖然能增強系統的抗干擾能力,但也會增加can匯流排有效迴路訊號的傳輸延遲時間,導致通訊速率或距離減少。82c250等型號的can收發器本身具備瞬間抗干擾、降低射頻干擾(rfi)以及實現熱防護的能力,其具有的電流限制電路還提供了對匯流排的進一步保護功能。因此,如果現場傳輸距離近、電磁干擾小,可以不採用光電隔離,以使系統達到最大的通訊速率或距離,並且可以簡化介面電路。如果現場環境需要光電隔離,應選用高速光電隔離器件,以減少can匯流排有效迴路訊號的傳輸延遲時間,如高速光電耦合器6n137,傳輸延遲時間短,典型值僅為48 ns,已接近ttl電路傳輸延遲時間的水平。

1.2 電源隔離

光電隔離器件兩側所用電源vdd與vcc必須完全隔離,否則,光電隔離將失去應有的作用。電源的隔離可通過小功率dc/dc電源隔離模組實現,如外形尺寸為dip-14標準腳位的5 v 雙路隔離輸出的小功率dc/dc模組。

1.3 上拉電阻

圖1中的can收發器82c250的傳送資料輸入端txd與光電耦合器6n137的輸出端out相連,注意txd必須同時接上拉電阻r3。一方面,r3保證6n137中的光敏三極體導通時輸出低電平,截止時輸出高電平;另一方面,這也是can 匯流排的要求。具體而言,82c250的txd端的狀態決定著高、低電平can 電壓輸入/輸出端canh、canl的狀態(見表1)。can匯流排規定,匯流排在空閒期間應呈隱性,即can 網路中節點的預設狀態是隱性,這要求82c25o的txd端的預設狀態為邏輯1(高電平)。為此,必須通過r3確保在不傳送資料或出現異常情況時,txd端的狀態為邏輯1(高電平)。

表1 txd與canh、canl的關係表

txd狀態

canh電平(v)

canl電平(v)

can匯流排狀態

1 2.5 

2.5隱性(邏輯1)

0 3.5

1.5 

顯性(邏輯0)

1.4 匯流排阻抗匹配

can匯流排的末端必須連線2個120ω的電阻,它們對匯流排阻抗匹配有著重要的作用,不可省略。否則,將大大降低匯流排資料通訊時的可靠性和抗干擾性,甚至有可能導致無法通訊。

1.5 其它抗干擾措施

為提高介面電路的抗干擾能力,還可考慮以下措施:

(1)在82c25o的canh、canl端與地之間併聯2個30 pf的小電容,以濾除匯流排上的高頻干擾,防止電磁輻射。

(2)在82c250的canh、canl端與can匯流排之間各串聯1個5ω的電阻,以限制電流,保護82c250免受過流衝擊。

(3)在82c25o、6n137等積體電路的電源端與地之間加入1個100 nf的去耦合電容,以降低干擾。

對於tja1050 can收發器。是繼pca82c250 和 pca82c251 後的第三款can收發器。最重要的區別有:

(1)   通過匹配canh 和 canl 的輸出訊號,是的電磁輻射更低。

引腳定義:

當s引腳接地時,can收發器工作在高速模式下;為了保證應用中只使用高速模式來確保emi效能,推薦s接地。

txd狀態

canh電平(v)

canl電平(v)

can匯流排狀態

1 2.5 

2.5隱性(邏輯1)

0 3.5

1.5 

顯性(邏輯0)

STM32 CAN通訊硬體設計

隔離方案就不說了,之前的usb轉485工具的開發在這塊已經有些基礎。其實板上非隔離can介面設計還有一些額外的注意點。回到最基礎的知識依然是cmos ttl 推挽 開漏的問題。正點原子開發板,can電路最為簡易,基本無可用性 看看乙個常用電路 非隔離 tx rx直連stm32引腳 ft 覺得還是要使...

FPGA設計之硬體篇(一)

下了很大的決心來寫這篇文章,我做fpga也有兩年了,從剛開始的verilog開始學起,到後來的最小系統,再到颶風ii代開發板設計,到現在的xilinx xc2c系列cpld開發,覆蓋了硬體設計底層的一些經驗。其實自己很想玩下fpga的嵌入式,覺得很有前途的,但是後來自己也只是在學校開發板上過了下癮。...

硬體設計之元件 電阻

硬體設計中,最常用的元件就是電阻和電容了,幾乎每乙個電路都會有包含這兩種元件。要更好地使用這兩種元件,就要全面認識這些元件,好在電阻電容是所有元件中最簡單的了。現在常用的電阻都是貼片電阻,外掛程式電阻基本都可以用貼片來替代。外掛程式的只有乙個優點,就是功率比較大,所以現在要用外掛程式的只有水泥電阻,...