CANopenov princip sučelja sabirnice i razmatranja dizajna
CAN sabirnica je serijska komunikacijska mreža koja učinkovito podržava distribuiranu kontrolu i kontrolu u realnom vremenu. Na polju automatske kontrole naširoko se koriste zbog visokih performansi i visoke pouzdanosti. Kako bi se poboljšala sposobnost upravljanja vozilom i povećala komunikacijska udaljenost, Philips 82C250 se koristi u praktičnim primjenama kao sučelje između CAN regulatora i fizičke sabirnice, odnosno CAN primopredajnika, kako bi se poboljšala diferencijalna prijenosna sposobnost sabirnice i CAN kontrolirati. Različita mogućnost prijema uređaja. Kako bi se dodatno pojačala sposobnost za sprečavanje smetnji, često se između CAN upravljača i primopredajnika postavlja opto-izolacijski krug. Tipični princip sučelja CAN sabirnice prikazan je na slici 1.
Slika 1. Uobičajeni krug sučelja CAN sabirnice Načelo Crtanje
1 Ključna pitanja u dizajniranju sučelja
1.1 Optički izolacijski krug
Iako opto-izolirani krug može poboljšati sposobnost interferencije sustava, također će povećati vrijeme kašnjenja prijenosa efektivnog signala CAN-sabirnice, što rezultira smanjenjem brzine komunikacije ili udaljenosti. 82C250 i drugi modeli CAN primopredajnika mogu trenutačno imunitet, smanjenu radiofrekvencijsku smetnju (RFI) i toplinsku zaštitu. Ograničavajući strujni krugovi također osiguravaju dodatnu zaštitu sabirnice. Stoga, ako je udaljenost prijenosa terena kratka, a elektromagnetska smetnja je mala, optička izolacija se ne smije usvojiti tako da sustav može dosegnuti maksimalnu brzinu komunikacije ili udaljenost, a krug sučelja može biti pojednostavljen. Ako okruženje polja zahtijeva opto-izolaciju, trebalo bi koristiti visokotlačne optoizolatore kako bi se smanjio vrijeme odgode propagacije efektivne petlje kanala CAN-sabirnice. Na primjer, visokonaponska optički sprežnik 6N137 ima kratko kašnjenje propagacije od 48 ns, što je blizu TTL kruga. Razina vremena kašnjenja.
1.2 Izolacija napajanja
Napajanje Vdd i Vcc koja se koristi na obje strane optoelektroničke izolacijske jedinice mora biti potpuno izolirano. Inače će optoelektronička izolacija izgubiti pravilnu funkciju. Izolacija napajanja može se postići modulom izolacije male snage DC / DC napajanja, kao što je DC / DC modul od 5 V s dvojno izoliranim malim naponom s DIP-14 standardnim piningom.
1.3 Povlačni otpornik
Ulazni terminal za prijenos podataka TXD CAN primopredajnika 82C250 na Sl. 1 je spojen na izlazni priključak OUT iz fotokampera 6N137. Imajte na umu da TXD mora istodobno biti spojen na otpornik R3. S jedne strane, R3 osigurava da fototransistor u 6N137 izlaza nisku razinu kada je uključen, i izlazi visoku razinu kad je isključen. S druge strane, to je također zahtjev CAN sabirnice. Specifično, status TXD terminala 82C250 određuje status visokih i niskih CAN ulaznih / izlaznih ulaznih i izlaznih terminala CANH, CANL (vidi Tablicu 1). Specifikacija CAN bus navodi da bi autobus trebao biti recesivan tijekom razdoblja praznog hoda. To jest, zadano stanje čvorova u CAN mreži je recesivno. To zahtijeva da je zadano stanje TXD strane 82C25O logika 1 (visoka razina). Iz tog razloga, mora se osigurati preko R3 da je status TXD terminala logika 1 (visoka razina) kada se ne prenosi nikakav podatak ili se događa abnormalno stanje.
| TXD status | Razina CANH (V) | Razina CANL (V) | Status sabirnice CAN |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Recesija (logika 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Dominantan (logika 0) |
1.4 Usklađivanje s impulsom autobusa
Dva otpornika od 120Ω moraju biti spojena na kraj CAN sabirnice. Oni igraju važnu ulogu u usklađivanju autobusnih impedancija i ne mogu se izostaviti. Inače će pouzdanost i protupravljanje komunikacijskih podataka sabirnice biti znatno smanjene, pa čak i komunikacija možda nije moguća.
1.5 Ostale mjere protiv blokiranja
Da biste poboljšali imunitet interferencije kruga sučelja, razmotrite sljedeće mjere:
(1) Spojite dva manja kondenzatora od 30 pF paralelno između CANH i CANL priključaka 82C25O i tla kako biste filtrirali visokofrekventne smetnje na sabirnici i spriječili elektromagnetsko zračenje.
(2) Spojite 5Ω otpornik u seriju između CANH i CANL priključaka 82C250 i CAN sabirnice kako biste ograničili struju i zaštitili 82C250 od prekoračenja.
(3) Dodajte 100 nF razdvojni kondenzator između napona napajanja 82C25O, 6N137 i drugih integriranih sklopova i tla kako biste smanjili smetnje.
2. Zaključak
Krug sučelja je važan dio CAN sabirnice. Njegova pouzdanost i sigurnost izravno utječu na rad cijele komunikacijske mreže. Ovaj članak sažima nekoliko ključnih pitanja koja treba istaknuti u izradi CAN sučelja. Samo zahvaljujući ključu u dizajnu možemo poboljšati kvalitetu i performanse višestrukih krugova sučelja i osigurati da mreža CAN polja radi sigurno i pouzdano.