CANopen businterfacekringprincipe en ontwerpkennisgeving

CANopen businterfacekringprincipe en ontwerpoverwegingen

CAN-bus is een serieel communicatienetwerk dat op effectieve wijze gedistribueerde besturing en realtime besturing ondersteunt. Het is op grote schaal gebruikt op het gebied van automatische besturing vanwege de hoge prestaties en hoge betrouwbaarheid. Om de aandrijfcapaciteit van het systeem te verbeteren en de communicatieafstand te vergroten, wordt de Philips 82C250 in praktische toepassingen gebruikt als de interface tussen de CAN-controller en de fysieke bus, dat wil zeggen de CAN-transceiver om de differentiële transmissiecapaciteit van de bus en de CAN-controle. De differentiële ontvangstcapaciteit van het apparaat. Om het anti-interferentievermogen verder te verbeteren, wordt vaak een opto-isolatiecircuit opgezet tussen de CAN-controller en de transceiver. Het typische CAN-businterfaceschakelingprincipe wordt getoond zoals in Fig. 1.

1 Typische CAN-bus Interface Circuit Principetekening

1 Hoofdpunten in Interface Circuit Design

1.1 Optische isolatiecircuit

Hoewel het opto-geïsoleerde circuit het anti-interferentie vermogen van het systeem kan verbeteren, zal het ook de transmissievertragingstijd van het effectieve lussignaal van de CAN-bus verhogen, resulterend in een vermindering van de communicatiesnelheid of afstand. De 82C250 en andere modellen van CAN-transceivers zijn in staat tot onmiddellijke immuniteit, verminderde radiofrequentie-interferentie (RFI) en thermische bescherming. Stroombegrenzingscircuits bieden ook extra busbeveiliging. Daarom, als de veldtransmissieafstand kort is en de elektromagnetische interferentie klein is, kan optische isolatie niet worden aangenomen, zodat het systeem de maximale communicatiesnelheid of afstand kan bereiken, en de interfaceschakeling kan worden vereenvoudigd. Als de veldomgeving opto-isolatie vereist, moeten opto-isolatoren met hoge snelheid worden gebruikt om de voortplantingsvertragingstijd van het effectieve lussignaal van de CAN-bus te verminderen. De high-speed optocoupler 6N137 heeft bijvoorbeeld een korte voortplantingsvertraging van 48 ns, die dicht bij het TTL-circuit ligt. Het niveau van de vertragingstijd.

1.2 Voedingisolatie

De voeding Vdd en Vcc die aan beide zijden van de opto-elektronische isolatie-inrichting worden gebruikt, moeten volledig geïsoleerd zijn. Anders zal de opto-elektronische isolatie zijn juiste functie verliezen. De isolatie van de voeding kan worden bereikt door een laagvermogen DC / DC-voedingsmodule, zoals een 5 V dual-geïsoleerde low-power DC / DC-module met DIP-14 standaard pinout.

1.3 Optrekweerstand

De transmissiegegevensinvoeraansluiting TXD van de CAN-transceiver 82C250 in FIG. 1 is verbonden met de uitgangsaansluiting OUT van de fotokoppelaar 6N137. Merk op dat de TXD tegelijkertijd op de pull-upweerstand R3 moet worden aangesloten. Aan de ene kant zorgt R3 ervoor dat de fototransistor in de 6N137 een laag niveau afgeeft als het wordt ingeschakeld en een hoog niveau afgeeft als het uit staat. Aan de andere kant is dit ook een vereiste van de CAN-bus. In het bijzonder bepaalt de status van de TXD-klem van de 82C250 de status van de hoge en lage CAN-spanningsingang / -uitgangsaansluitingen CANH, CANL (zie tabel 1). De CAN-busspecificatie geeft aan dat de bus recessief moet zijn tijdens inactieve periodes. Dat wil zeggen, de standaardstatus van de knooppunten in het CAN-netwerk is recessief. Dit vereist dat de standaardstatus van de TXD-zijde van de 82C25O logisch 1 (hoog niveau) is. Om deze reden moet er via R3 voor worden gezorgd dat de status van de TXD-terminal logisch 1 (hoog niveau) is wanneer er geen gegevens worden verzonden of een abnormale situatie optreedt.

1.4 Bus-impedantie-matching

Aan het uiteinde van de CAN-bus moeten twee 120Ω-weerstanden worden aangesloten. Ze spelen een belangrijke rol bij het afstemmen van busimpedanties en kunnen niet worden weggelaten. Anders zal de betrouwbaarheid en anti-interferentie van de bus datacommunicatie aanzienlijk worden verminderd, en zelfs communicatie is mogelijk niet mogelijk.

1.5 Andere anti-jamming maatregelen

Gebruik de volgende maatregelen om de interferentie-immuniteit van het interfacecircuit te verbeteren:

(1) Sluit twee 30 pF kleine condensatoren parallel aan tussen de CANH- en CANL-klemmen van de 82C25O en de aarde om hoogfrequente interferentie op de bus te filteren en elektromagnetische straling te voorkomen.

(2) Sluit een 5Ω-weerstand in serie aan tussen de CANH- en CANL-klemmen van de 82C250 en de CAN-bus om de stroom te beperken en de 82C250 te beschermen tegen overstroom.

(3) Voeg een 100 nF ontkoppelcondensator toe tussen de voedingsaansluiting van de 82C25O, 6N137 en andere geïntegreerde schakelingen en de aarde om interferentie te verminderen.

2. Conclusie

Het interfacecircuit vormt een belangrijk onderdeel van het CAN-busnetwerk. De betrouwbaarheid en beveiliging ervan hebben direct invloed op de werking van het volledige communicatienetwerk. Dit artikel vat een aantal belangrijke problemen samen die moeten worden opgemerkt bij het ontwerpen van CAN-interfacecircuits. Alleen door de sleutel in het ontwerp te grijpen, kunnen we de kwaliteit en prestaties van meerdere interfaceschakelingen verbeteren en ervoor zorgen dat het CAN-busnetwerk veilig en betrouwbaar werkt.