CANopen bussi liidese ahelate printsiip ja disaini kaalutlused
CAN-buss on seeriavidevõrk, mis toetab tõhusalt jaotatud juhtimis- ja reaalajas juhtimist. Seda on laialdaselt kasutusel automaatse juhtimise valdkonnas selle kõrge jõudlusega ja suure usaldusväärsusega. Selleks, et parandada süsteemi sõidusuutlikkust ja suurendada sidekestust, kasutatakse Philipsi 82C250 praktilistes rakendustes kui CAN-kontrolleri ja füüsilise bussi vahelisi liideseid, see tähendab CAN-transiiverit, et parandada bussi diferentsiaalülekande võimekust ja CAN kontrollida. Seadme diferentseeritud vastuvõtuvõime. Interventsioonivastase võime veelgi tõhustamiseks on CAN regulaatori ja transiiveri vahel tihe optoisolatsiooniring. Tüüpiline CAN-liidese liidese vooluringi printsiip on näidatud joonisel 1.
Joonis 1 Tüüpiline CAN-liidese liidese kontuuri printsiibi joonis
1 võtmeprobleemid liidese ahela disainis
1.1 optiline isolatsiooniring
Kuigi optoisolatsiooniga vooluring võib suurendada süsteemi interferentsivastast võimeid, suurendab see ka CAN-liini efektiivse signaali edastamise viivitusaega, mille tagajärjel väheneb kommunikatsioonikiirus või kaugus. 82C250 ja muud CAN-transiiverite mudelid on võimelised tekitama hetkelist häirekindlust, vähendama raadiosageduslikke häireid (RFI) ja termokaitset. Vooluvõrgust piiravad ahelad pakuvad ka täiendavat bussi kaitset. Seega, kui välimise edastuskaugus on lühike ja elektromagnetilised häired on väikesed, ei pruugi optiline isolatsioon olla vastuvõetav, nii et süsteem suudab saavutada maksimaalset edastussagedust või kaugust ning liideseahelat saab lihtsustada. Kui väliskeskkond vajab optoisolatsiooni, tuleks kasutada CAN-bussi efektiivse silmuse signaali levimise viivitusaja vähendamiseks kiire optoisolaatorit. Näiteks on kiire optroni 6N137 lühikese paljunemisviivitusega 48 ns, mis on TTL-ahela lähedal. Viivitusaeg.
1.2 toiteallika isolatsioon
Optoelektroonilise isolatsiooniseadme mõlemal küljel kasutatavad toiteallikad Vdd ja Vcc peavad olema täielikult isoleeritud. Vastasel korral kaob optoelektrooniline isolatsioon õige funktsiooni. Toiteallika eraldamist saab saavutada väikese võimsusega alalisvoolu / alalisvoolu toiteallika isolatsioonimooduliga, näiteks 5-V isolatsiooniga väikese võimsusega DC / DC moodul koos DIP-14 standardväljadega.
1.3 Tõusurist takisti
CAN-i transiiveri 82C250 edastusandmeside terminali TXD joonisel fig. 1 on ühendatud fotokaabli 6N137 väljundklemmiga OUT. Pidage meeles, et TXD tuleb ühendada tõmbetakistiga R3 samal ajal. Ühelt poolt tagab R3, et 6N137 fototransistor väljub madalal tasemel, kui see on sisse lülitatud, ja väljastab selle kõrge taseme. Teiselt poolt on see ka CAN-bussi nõue. Konkreetselt määrab 82C250 TXD terminali olek kõrge ja madala CAN pinge sisend- / väljundklemmide CANH, CANL (vt tabel 1) seisundit. CAN-bussi spetsifikatsioon sätestab, et tühikäigul peab buss olema retsessiivne. See tähendab, et CAN-võrgu sõlmede vaikeolek on retsessiivne. See eeldab, et 82C25O TXD-poolse vaikimisi olek on loogika 1 (kõrge tase). Sel põhjusel tuleb R3 kaudu tagada, et TXD terminali olek on loogika 1 (kõrge tase), kui andmeid ei edastata või ebanormaalne seisund tekib.
| TXD olek | CANH-i tase (V) | CANL-i tase (V) | CAN-bussi olek |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Retsessiiv (loogika 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Dominant (loogika 0) |
1.4 bussimpedantsi sobitamine
CAN-bussi lõpus tuleb ühendada kaks 120Ω takisti. Nad mängivad olulist rolli bussi impedantsi sobitamisel ja neid ei saa välja jätta. Vastasel juhul vähendatakse bussi andmeside usaldusväärsust ja häireid märkimisväärselt ning isegi side ei pruugi olla võimalik.
1.5 Muud takistustevastased meetmed
Liidesahela interferentsi häirete parandamiseks kaaluge järgmisi meetmeid:
(1) Ühendage kaks 30 pF väikest kondensaatorit paralleelselt 82C25O ja maa CANH ja CANL klemmide vahel, et vältida kõrge sagedusega häireid bussile ja vältida elektromagnetilist kiirgust.
(2) Ühendage 82C250 ja CAN-kaabli CANH ja CANL klemmidega seeria 5Ω takisti, et piirata voolu ja kaitsta 82C250 ülekoormuse eest.
(3) Lisaseadmete 82C25O, 6N137 ja muude integreeritud vooluahelate toiteallika terminali ja maapinna vahel, et vähendada häireid, lisage 100 nF lahutav kondensaator.
2. Kokkuvõte
Liidese ahel on CAN-bussivõrgu oluline osa. Tema usaldusväärsus ja turvalisus mõjutavad otseselt kogu sidevõrgu toimimist. See artikkel võtab kokku mitmed põhiküsimused, mida tuleks märkida CAN-liidese ahelate kujundamisel. Ainult konstruktsiooni võti mõistes saame parandada mitme liidese ahela kvaliteeti ja toimivust ning tagada, et CAN-bussivõrk toimib ohutult ja usaldusväärselt.