CANopen busz interfész áramkör elve és tervezési szempontok
A CAN busz egy soros kommunikációs hálózat, amely hatékonyan támogatja az elosztott vezérlést és a valós idejű vezérlést. A nagy teljesítmény és a magas megbízhatóság érdekében széles körben használják az automatikus vezérlés területén. A rendszer működési képességének növelése és a kommunikációs távolság növelése érdekében a Philips 82C250 praktikus alkalmazásokban használható a CAN vezérlő és a fizikai busz, azaz a CAN adóvevő közötti interfészként a busz differenciál átviteli képességének növelése érdekében. CAN vezérlés. A készülék differenciális vételi kapacitása. Az interferencia-képesség fokozása érdekében gyakran létrejön egy opto-izolációs áramkör a CAN-vezérlő és az adó-vevő között. A tipikus CAN-busz interfész áramkör elvét az 1. ábra mutatja.
1. ábra Tipikus CAN-busz interfész áramkör elvének rajzolása
1 Kulcskérdések az interfész áramkörök tervezésében
1.1 Optikai szigetelési áramkör
Bár az opto-izolált áramkör növelheti a rendszer interferencia-képességét, ez növeli a CAN-busz effektív hurokjának átviteli késleltetési idejét is, ami a kommunikációs sebesség vagy a távolság csökkentését eredményezi. A CAN-adó-vevők 82C250 és egyéb modellei azonnali immunitást, csökkentett rádiófrekvenciás interferenciát (RFI) és hővédelmet biztosítanak. Az áramkorlátozó áramkör további buszvédelmet is biztosít. Ezért ha a terepi átviteli távolság rövid és az elektromágneses interferencia kicsi, az optikai elszigeteltség nem elfogadható úgy, hogy a rendszer elérje a maximális kommunikációs sebességet vagy távolságot, és az interfész áramkör egyszerűsíthető. Ha a terepi környezet optikai elszigeteltséget igényel, nagysebességű opto-leválasztókat kell használni a CAN-busz effektív hurokjel terjedési késleltetésének csökkentésére. Például a 6N137 nagysebességű optocsatoló 48 Ns rövid terjedési késleltetéssel rendelkezik, amely közel van a TTL áramkörhöz. A késleltetési idő szintje.
1.2 Tápellátás szigetelés
Az optoelektronikus leválasztó berendezés mindkét oldalán használt Vdd és Vcc tápellátást teljesen el kell különíteni. Ellenkező esetben az optoelektronikus leválasztás elveszíti a megfelelő működését. A tápegység elszigeteltségét egy kis teljesítményű DC / DC tápellátás-leválasztó modul, például egy 5 V-os kettős elszigetelt kis teljesítményű DC / DC modul DIP-14 szabványos rögzítéssel érheti el.
1.3 Húzóellenállás
A 82C250 CAN adó-vevő TXD átviteli adatbeviteli terminálja a 2. ábrán látható. 1 a 6N137 fotocoupler kimeneti OUT kimenetéhez van csatlakoztatva. Ne feledje, hogy a TXD-t egyszerre kell az R3 felhúzó ellenálláshoz csatlakoztatni. Egyrészt R3 biztosítja, hogy a 6N137-es fototranzisztor alacsony szintet adjon ki, amikor be van kapcsolva, és kialszik, amikor ki van kapcsolva. Másrészt ez a CAN-busz követelménye is. Pontosabban, a 82C250 TXD terminál állapota meghatározza a CANH, CANL nagy és alacsony CAN feszültség bemeneti / kimeneti kapcsokat (lásd 1. táblázat). A CAN-busz specifikációja szerint a busznak üresjárati idők alatt recesszívnek kell lennie. Ez azt jelenti, hogy a csomópontok alapértelmezett állapota a CAN hálózatban recesszív. Ehhez a 82C25O TXD oldalának alapértelmezett állapota logikai 1 (magas szint). Ezért az R3-n keresztül biztosítani kell, hogy a TXD-terminál státusza logikai 1 (magas szintű), amikor semmilyen adat nem kerül továbbításra vagy rendellenes állapot fordul elő.
| TXD állapot | CANH szint (V) | CANL szint (V) | CAN busz állapota |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Recesszív (logika 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Domináns (logika 0) |
1.4 Bus Impedance Matching
A CAN-busz végére két 120Ω-os ellenállást kell csatlakoztatni. Fontos szerepet játszanak a buszimpedancia illesztésében, és nem hagyhatók el. Ellenkező esetben a busz adatkommunikáció megbízhatósága és interferenciája nagymértékben csökken, és még a kommunikáció sem lehetséges.
1.5 Egyéb zavaró intézkedések
Az interfész áramkör interferencia-mentességének javítása érdekében vegye figyelembe az alábbi intézkedéseket:
(1) Csatlakoztasson két 30 pF kis kondenzátort párhuzamosan a 82C25O CANH és CANL csatlakozói és a föld között, hogy kiszűrje a nagyfrekvenciás interferenciát a buszon és megakadályozza az elektromágneses sugárzást.
(2) A 82C250 CANH és CANL csatlakozói és a CAN-busz közötti soros, 5Ω-os ellenállást csatlakoztassa az áramerősség korlátozásához és a 82C250 túláram védelméhez.
(3) A 82C25O, 6N137 és egyéb integrált áramkörök tápfeszültség csatlakozójának 100 nF-os leválasztási kondenzátort adjon a zavarás csökkentéséhez.
2. Következtetés
Az interfész áramkör fontos része a CAN buszhálózatnak. Megbízhatósága és biztonsága közvetlenül befolyásolja az egész kommunikációs hálózat működését. Ez a cikk számos kulcsfontosságú kérdést foglal össze, amelyeket meg kell jegyezni a CAN interfész áramkörök tervezésében. Csak a tervező kulcs megragadásával javíthatjuk a több interfész áramkörének minőségét és teljesítményét, és biztosítjuk, hogy a CAN buszhálózat biztonságosan és megbízhatóan működjön.